O basidiomiceto Crinipellis perniciosa (Stahel) Singer (Tricholomataceae), é um parasita hemibiotrófico causador da doença Vassoura-de-Bruxa do cacaueiro (Theobroma cacao) . Os sintomas da vassoura incluem o excesso de brotações em ramos e almofadas florais, abortamento de flores e frutos novos e formação de manchas necróticas nos frutos em maturação. Causando perda na produção. Para a identificação de genes diferencialmente expressos no hospedeiro, no período assintomático, duas bibliotecas subtrativas foram construídas confrontando o genótipo suscetível ‘ICS 39’ e o resistente ‘CAB 214’, inoculados. Uma análise detalhada de 23 genes por PCR quantitativo revelou diferenças na cinética da indução no período assintomático. A indução dos genes no genótipo suscetível em resposta ao C. perniciosa foi atrasada e reduzida, e no resistente houve uma indução mais rápida e intensa, com dois momentos de indução (24 e 120 horas após inoculação). Os genes e mecanismos de patogenicidade Crinipellis perniciosa são amplamente desconhecidos. Genes presumíveis de patogenicidade de Crinipellis perniciosa foram identificados em uma biblioteca enriquecida por hibridização subtrativa supressiva para genes induzidos sob baixa disponibilidade de Nitrogênio. Oito genes foram avaliados para expressão in vitro e em plantas inoculadas por amplificação quantitativa de transcritos reversos (RT-qPCR) e, dos sete expressos diferencialmente sob a carência de N, seis foram induzidos durante os períodos assintomáticos, corroborando a hipótese de convergência na via de sinalização para estresse nutricional abiótico e a patogênese. / The basidiomycete Crinipellis perniciosa (Stahel) Singer (Tricholomataceae) is the causal agent of witches' broom disease in Theobroma cacao (cacao). The hemibiotrophic pathogen infects meristematic tissues (shoots, flower cushions, single flowers and developing fruits). Hypertrophic growth of infected buds (?brooms?) is the most dramatic symptoms, but economic losses result from pod infection. To identify genes differentially expressed in the host during the symptomless stage, two subtractive suppressive libraries were constructed, subtracting in both directions transcripts from the inoculated susceptible genotype ‘ICS 39’ and from the resistant ‘CAB 214’. Quantitative reverse transcription amplification (RT-qPCR) of 23 genes identified as differentially expressed revealed distinct kinetics of gene induction at the asymptomatic stage. Expression induction in the susceptible genotype in response to C. perniciosa was delayed and limited, while in the resistant, there was a quicker and more intense reaction, with two peaks of gene induction at 48 and 120 h after inoculation.. Pathogenicity genes and mechanisms of Crinipellis perniciosa are laregly unknown.. Putative pathogenicity genes from Crinipellis perniciosa were identified in a cDNA library enriched by subtractive suppressive hybridization for genes induced under limiting Nitrogen. The eight genes were analysed for expression by quantitative amplification of reversed transcripts (RT-qPCR) in vitro and inoculated plants, and from the seven differentially expressed under N deprivation, six were induced under the symptomless stage of the disease, corroborating the hypothesis of convergence between the signal pathway for nutritional stress and pathogeneis.

O maracujá-doce (Passiflora alata Curtis) é uma espécie nativa no Brasil. Seu cultivo tem crescido nos últimos anos devido a sua valorização no mercado in natura e seus usos na fitoterapia. Entretanto, os cultivos comerciais enfrentam problemas devido a ocorrência da bacteriose (Xanthomonas axonopodis pv. passiflorae). O patógeno é endêmico no país, apresentando considerável variabilidade genética em suas populações naturais. Este trabalho teve como objetivo identificar QTL relacionados à resistência de P. alata à bacteriose em uma população F1 segregante oriunda do cruzamento entre acessos não endogâmicos. Foram avaliados os caracteres: área total da folha (TA), idade de queda da folha inoculada (IK), área total da lesão foliar (LA), área de clorose foliar (CA) e área da necrose foliar (NEA). Apenas um dos isolados apresentou diferenças de severidade em relação aos demais, sendo o menos agressivo (PA8-2). A inoculação do isolado M-129 mostrou que há variação significativa na resposta da população ao patógeno, sendo possível a identificação de genótipos transgressivos. A herdabilidade dos caracteres variou de 45% a 71%%. Foi construído um mapa de ligação integrado com 1.786 cM e uma densidade média de 4,5 cM. A análise de marcas individuais indicou a associação de 51 marcas aos fenótipos avaliados. O mapeamento de QTL, realizado por intervalo composto e utilizando uma estratégia diferenciada para populações F1 segregantes, identificou regiões associadas a 26 QTL para os cinco caracteres avaliados, sendo 16 deles referentes à LA, CA e NEA. A variação fenotípica explicada individualmente pelos marcadores variou de 0,8% a 16,7%. Sugere-se que a resistência à bacteriose é quantitativa, com predominância de efeitos genéticos aditivos. / The sweet passion fruit (Passiflora alata Curtis) is a specie native to Brazil. Its cultivation has increased in recent years due to its market valuation in natura and their uses in herbal medicine. However, crops are facing problems due to the occurrence of bacterial blight (Xanthomonas axonopodis pv. passiflorae). The pathogen is endemic in the country, with considerable genetic variability in their natural populations. This study aimed to identify QTL related to resistance of P. alata to bacterial blight in an F1 segregant population from the cross between outbred accessions. Five traits were evaluated: total area of the leaf (TA), age of inoculated leaf fall (IK), area of the leaf´s lesion (LA), area of the leaf´s chlorosis (CA) and area of the leaf´s necrosis (NEA). Only one of the isolates showed differences in severity in relation to others, being the least aggressive (PA8-2). The inoculation of the isolate M-129 showed significant variation in population response to the pathogen, making it possible to identify transgressive genotypes. The heritability of characters ranged from 45% to 71%. An integrated linkage map was constructed, with a length of 1,786 cM and an average density of 4.5 cM. The analysis of individual marks indicated the association of 51 markers to phenotypes. The QTL mapping was performed using composite interval and a special strategy for segregating F1 populations, identified 26 regions associated with QTL for the five traits, 16 of them related to LA, CA and NEA. The phenotypic variation explained by individual markers ranged from 0,8% to 16,7%. It is suggested that the resistance to bacterial blight is quantitative, with a predominance of additive genetic effects.

A cultura do milho (Zea mays L.) apresenta grande importância cultural, social e econômica, tanto no Brasil como no mundo. Entre os fatores que contribuem grandemente para a diminuição de sua produtividade estão as doenças. A mancha de cercospora ou cercosporiose, causada pelo fungo Cercospora zeae-maydis Tehon & Daniels, é uma das principais doenças da cultura em vários países. Uma vez que o uso de híbridos resistentes é a medida mais eficiente para o seu controle, a caracterização e a discriminação de genótipos de milho quanto ao nível de resistência e de isolados do patógeno quanto ao nível de agressividade é uma etapa fundamental de qualquer programa de melhoramento. Isolados de C. zeae-maydis podem ser classificados em dois grupos genéticos, denominados I e II, segundo análise por marcadores AFLP e por restrição da região intergênica espaçadora do rDNA 5.8S. No Brasil, há ocorrência dos dois grupos, mas nos Estados Unidos há uma prevalência do grupo I sobre o grupo II, ao passo que em países do sul da África verifica-se somente a presença de indivíduos do grupo II. Presentemente, não há nenhum relato sistemático sobre diferenças em agressividade entre indivíduos destes grupos. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar a agressividade de 20 isolados de C. zeae-maydis dos grupos genéticos I e II quando inoculados em um híbrido de milho suscetível e também testar o comportamento de 10 linhagens de milho frente a oito isolados em dois ambientes para verificar a possível presença de interação diferencial entre isolado, linhagem e local. Para tanto, os isolados foram cultivados em sementes de sorgo para produção de inóculo. Sementes colonizadas foram depositadas no cartucho das plantas e as avaliações foram realizadas utilizando-se escalas diagramáticas. No experimento em casa de vegetação foi verificada uma variação em agressividade entre os isolados do grupo genético I, do grupo genético II e entre os grupos. Observou-se ainda que isolados pertencentes ao grupo genético II são, em média, mais agressivos que isolados do grupo genético I. Este é o primeiro relato de diferenças em agressividade entre os grupos genéticos. No experimento em campo não foram observadas diferenças significativas quanto à agressividade dos isolados avaliados em Jardinópolis (SP) e Indianópolis (MG). Entretanto, observou-se forte interação entre linhagens e locais, indicando que o ambiente exerce influência na doença. Dessa forma, recomendam-se avaliações em ambientes diferentes e a utilização de isolados mais agressivos e pertencentes aos dois grupos genéticos a fim de otimizar a discriminação de genótipos de milho com relação à resistência a C. zeae-maydis. / Maize (Zea maydis L.) is of great social, cultural and economical importance in Brazil and in the world. Maize diseases are the main factors that reduce crop yield. Gray leaf spot, caused by the fungus Cercospora zeae-maydis Tehon & Daniels, is one of the most important diseases in many countries. Given that the disease can be controlled by the use of resistant maize hybrids, the characterization and discrimination of maize genotypes according to their level of resistance and of pathogen isolates according to their aggressiveness are fundamental steps in any breeding program. Isolates of C. zeae-maydis can be classified into two genetic groups, named I and II, by analysis with AFLP markers and restriction of the intergenic spacer region of the 5.8S rDNA. In Brazil, both groups occur whereas in the United States isolates from group I prevail and in some South African countries only isolates from group II can be found. Presently, there are no systematic reports on differences in aggressiveness between these groups. Therefore, the objective of this study was to evaluate the aggressiveness of 20 isolates of C. zeae-maydis from both genetic groups when inoculated in a susceptible maize hybrid and also to test the reaction of 10 maize inbreds to eight C. zeae-maydis isolates in two environments in order to assess the possible occurrence of differential interaction between isolates, inbreds, and locations. Isolates were cultivated in sorghum seeds for innoculum production. Colonized seeds were placed into the whorl of the plants and the disease reaction was evaluated using a diagrammatic scale. In the greenhouse experiment significant variation in aggressiveness was observed among isolates of group I, group II and between groups. Also, it was observed that isolates from group II were, on average, more aggressive than isolates from group I. This is the first report on differences in aggressiveness between the two genetic groups of C. zeae-maydis. In the field experiment no significant differences were observed in aggressiveness among isolates evaluated in Jardinópolis (SP) and Indianópolis (MG) for the inbreds tested. However, a strong interaction between reactions of maize inbreds and regions was observed indicating that the environment influences the disease. Thus, evalutions in several locations with aggressive isolates from both groups is recommended in order to optimize the discrimination of maize genotypes regarding their resistance to C. zeae-maydis.

A ferrugem da soja (Phakopsora pachyrhizi Sydow e Sydow) foi constatada pela primeira vez no Brasil na safra 2000/01, e representa até o momento, um importante desafio para os programas de melhoramento genético de soja. As cultivares e linhagens inicialmente identificadas como resistentes, tiveram sua resistência quebrada já na safra 2002/03, pela ocorrência de prováveis novas raças do patógeno. Por consequência, a longevidade da resistência genética vertical foi colocada em risco, e o desenvolvimento de trabalhos através da utilização da tolerância é a alternativa. Como suporte para a manutenção da longevidade do controle genético da ferrugem, este trabalho objetivou testar estratégias de seleção de genótipos de soja para tolerância à ferrugem, na ausência de genes principais de resistência. Os experimentos foram conduzidos durante os anos agrícolas 2004/05 e 2005/06 em diferentes locais administrados pelo Departamento de Genética, ESALQ/USP, município de Piracicaba, SP. Foi utilizado o delineamento experimental de blocos casualizados com repetições estratificadas em conjuntos experimentais e testemunhas comuns aos conjuntos experimentais. Em 2004/05, no local Anhembi, 60 linhagens experimentais mais quatro testemunhas suscetíveis à ferrugem (BR-16, FT-2000, Conquista e IAC-100), foram avaliadas em três experimentos com e sem fungicidas (Controle, Derosal e Impact). Em 2005/06, as 26 melhores linhagens para tolerância à ferrugem, selecionadas em 2004/05, foram novamente avaliadas através dos três experimentos (Controle, Derosal e Impact) juntamente com as testemunhas (BR-16, IAC-100 e BRS-232), nos locais Anhembi, ESALQ e Areão. Contrastes das médias de produtividade de grãos entre os experimentos de fungicidas, e uma adaptação do modelo de regressão de Eberhart e Russel, foram utilizados para medir a ação da ferrugem e das doenças de final de ciclo (DFC) sobre as linhagens, com o intuito de realizar seleção de linhagens tolerantes. A ferrugem reduziu a produtividade de grãos mas não alterou significativamente o ciclo e o peso de mil sementes, bem como não alterou as outras características agronômicas estudadas. As duas estratégias de seleção propostas e utilizadas neste trabalho, foram eficientes para separar os efeitos das doenças (ferrugem e DFC), e identificar e selecionar genótipos tolerantes na ausência de genes principais de resistência, viabilizando a seleção de linhagens tolerantes. Houve associação entre tolerância à ferrugem, DFC e resistência ao nematóide de cisto da soja. / Soybean rust (Phakopsora pachyrhizi Sydow and Sydow) was first recorded in Brazil during the 2000/01 season and, even today, represents an important challenge to soybean breeding. The cultivars and lines initially identified as resistant had their resistance breakdown on the 2002/03 season, probably by the occurrence of new races of the pathogen. Consequently, the longevity of the vertical genetic resistance was put in risk and the development of works through the use of tolerance is the alternative. As support for the maintenance of the longevity of the genetic control of rust, this work aimed to evaluate strategies for selection of genotypes to rust tolerance in the absence of major resistance genes. The experiments were conducted during the agricultural years of 2004/05 and 2005/06 in different locations administered by the Department of Genetics ESALQ/USP, Piracicaba, SP. It was used the randomized complete-block design with replications stratified in experimental sets with common checks. In 2004/05 at Anhembi, 60 experimental lines and four rust-susceptible checks (BR-16, FT-2000, Conquista and IAC- 100), were evaluated in three experiments with and without fungicides (Control, Derosal and Impact). In 2005/06, the 26 best lines for rust tolerance, selected in 2004/05, were evaluated again through the three experiments (Control, Derosal and Impact) together with the checks (BR-16, IAC-100 and BRS-232), in the locations Anhembi, ESALQ and Areão. Contrasts of seed yield means among the fungicide experiments, and an adaptation of the regression model of Eberhart and Russel, were used to measure the action of rust and late season leaf diseases (LSLD) on the lines, with the intention of selecting tolerant lines. Rust reduced the seed yield but did not significantly alter the cycle or the weight of one thousand seeds, just as there was no significant change in other agronomical traits studied. Both selection methodologies were efficient to separate the effects of the diseases (rust and LSLD) and identify and select tolerant genotypes at the absence of major resistance genes, enabling the selection of tolerant lines. There was an association between rust, LSLD tolerance and soybean cyst nematode resistance.

O objetivo desse estudo foi caracterizar e selecionar linhagens de soja, considerando sua reação à ferrugem asiática (FAS) e a produtividade de grãos (PG). O presente trabalho foi desenvolvido no Setor de Genética Aplicada às Espécies Autógamas, no Departamento de Genética da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, localizada no município de Piracicaba, SP, Brasil. No ano agrícola 2004/2005 (A1), foram conduzidos três experimentos com fungicidas (impact, derosal e controle) com genótipos de ciclo médio (EGM) e três com genótipos tardios (EGT), totalizando seis experimentos delineados em blocos casualizados, com quatro repetições. As parcelas experimentais foram representadas por quatro fileiras de 5 m x 0,5 m, sendo que a área útil de 4 m2 constituiu-se pelas duas fileiras centrais, eliminando-se 0,5 m em cada extremidade da parcela. Os três experimentos, para cada ciclo, foram utilizados para possibilitar a caracterização dos genótipos quanto a RFA: (i) Experimento I: três aplicações de Impact (Flutriafol, Cheminova): fungicida eficiente para o controle das doenças de final de ciclo (DFC), incluindo-se a FAS; (ii) Experimento II: três aplicações de Derosal (Carbendazim, Bayer): fungicida eficiente para o controle das DFC, exceto a FAS; (iii) Experimento III: controle: sem aplicação de fungicidas. Os EGM envolveram duas testemunhas (BR-16 e IAS-5) e 12 linhagens de ciclo médio, selecionadas pelo diferencial positivo de 4% a 221% sobre a PG da melhor testemunha, na presença da FAS. Na seleção das linhagens experimentais utilizadas nesse trabalho, além do ciclo e da PG, também foi considerada a presença de ancestrais tolerantes a FAS em suas genealogias, que contribuiram como fontes de genes para resistência a FAS, com destaque para : FT-2, IAC PL1, TN#4 (Taiwan) e PI 230970 (Taiwan). Tal fato aumentou a probabilidade de se encontrar genótipos tolerantes (T) ou moderadamente resistentes (MR) dentre as linhagens avaliadas. Foram realizadas avaliações experimentais para FAS e PG. A FAS foi avaliada através de três notas (NF1, NF2 e NF3), usando-se uma escala diagramática, com notas variando de 1 (0,2% de área doente) a 9 (78,5% de área doente ou mais). A PG de cada linhagem foi estimada por meio da pesagem das parcelas. A linhagem de ciclo médio USP 97-08.135 mostrou-se MR. Já as linhagens BULK USP 01-28, USP 04-18.029 e USP 04-18.074 mostraramse T a FAS. Os EGT também envolveram duas testemunhas (FT-2000 e Conquista) e 12 linhagens com diferencial positivo de PG de 87% a 177%. As linhagens tardias USP 191-102-03, USP 191-103-12, USP 191-108-05, USP 98-13.035, USP 98-13.049 e USP 98-13.102 foram classificadas como MR e as demais linhagens como não-tolerantes (NT) ou suscetíveis (S). Dentre as linhagens testadas no A1 foram selecionadas 12, para compor os experimentos do ano agrícola 2005/2006 (A2) e mais as duas testemunhas de ciclo médio e as duas tardias. Em A2 todas as linhagens e testemunhas foram classificadas como NT ou S, porém, a linhagem que mais se aproximou do comportamento T foi USP 97-08.135. / This research aimed to characterize and select soybean genotypes, considering their reaction to Asian soybean rust (FAS) and grain yield (PG). This work was developed in the Sector of Applied Genetics to Self-Pollinated Crops, Department of Genetics, Faculty of Agriculture Luiz de Queiroz, University of São Paulo located in Piracicaba city, State of São Paulo, Brazil. In 2004/2005 agricultural year (A1) were conducted three experiments with intermediate cycle genotypes (EGM) and three with late cycle genotypes (EGT) outlined in random blocks, with four repetitions. Then, in A1 were conducted six experiments in the total (Impact, Derosal and Control for each cycle). The plots were represented by four rows of 5 m x 0,5 m. The useful plot (4 m2) were the two central rows, eliminating up 0,5 m at each end of the plot. Were used three experiments for the genotypes characterization about their reaction to rust in each cycle: (i) Experiment I: three applications of Impact (Flutriafol, Cheminova): effective to control the end of cycle diseases (DFC), including FAS; (ii) Experiment II: three applications of Derosal (Carbendazim, Bayer): effective to control the DFC, except the FAS; (iii) Experiment III: control: no application of fungicides. The EGM involved two soybean cultivars (BR-16 and IAS- 5) and 12 lines selected by the positive differential of 4% to 221% on the PG of the best, in the presence of rust. In the lines selection used in this experimental work, beyond the cycle and PG, was also considered the presence in their pedigrees of a tolerant ancestral to the FAS, which could contribute as a source of genes for resistance to FAS, with emphasis on: FT - 2, IAC - PL1, TN # 4 (Taiwan) and PI 230.970 (Taiwan). This fact increased the likelihood of finding tolerant or resistant genotypes in that evaluated. Were carried out evaluations to reaction to FAS and PG. The reaction to FAS was evaluated through three assessments (NF1, NF2 and NF3), with a diagrammatic scale, with visual notes ranging from 1 (0,2% of the foliar area affected) to 9 (78,5% of the foliar area affected). The PG of each line was estimated by the weight of the plots. It was observed moderate resistance (MR) to FAS on the line USP 97-08.135 and tolerance (T) to FAS on the lines BULK USP 01-28, USP 04-18.029 e USP 04-18.074 in the intermediate genotypes. The EGT also involved two cultivars (FT-2000 and Conquista) and 12 lines with a PG positive differential of 87% to 177%. The late cycle lines USP 191-102-03, USP 191-103-12, USP 191-108-05, USP 98-13.035, USP 98-13.049 e USP 98-13.102 were classified as MR and the others as no-tolerants or susceptible. Were selected 12 lines among the lines tested in A1 to compose the experiments of the agricultural year 2005/2006 (A2) and over the two early cultivars and the two late cultivars. The line that stood out more about the reaction to FAS was USP 97- 08.135.

O custo ferrugem que engloba gastos com fungicidas, os custos operacionais das aplicações, perdas de produção, e redução na arrecadação de impostos representa um elevado valor para sojicultura mundial. Assim, a ferrugem asiática da soja apresenta-se como um dos grandes desafios para a pesquisa agrícola nos próximos anos, pois o controle químico da doença é alternativa obrigatória enquanto não se dispõe de cultivares resistentes. Porém a prática representa aumento considerável no custo de produção. No Brasil estima-se que este custo, para duas aplicações gire, em torno de US$ 40,00.ha-1, sem contar os gastos operacionais com máquinas e combustível, ou seja, gasto apenas o fungicida. Considerando o exposto, este trabalho tem como objetivo avaliar duas fontes de resistência à ferrugem asiática da soja (PI 200487 e PI 459025A), e verificar se os genes responsáveis pela reação ao patógeno já foram descritos na literatura, ou seja, identificar seus respectivos grupos de ligação. A estratégia de segregantes agrupados (Bulked segregant analysis) foi utilizada para mapear os genes de interesse. Os resultados obtidos permitiram chegar as seguintes conclusões: a) a técnica BSA foi eficiente para detectar locos relacionados com a resistência à ferrugem asiática da soja; b) a PI 459025 (Bing Nam) apresenta o gene de resistência Rpp4 localizado no grupo de ligação G e c) A PI 200487 (Kinoshita) apresenta um gene diferente daqueles descritos na literatura, sendo este localizado no grupo de ligação N. Este gene pode ser denominado de Rpp5. / The costs due to Asian soybean rust, which consists of fungicides, operational application costs and reduction in paid taxes, represent severe losses for worldwide soybean production. Thus, Asian soybean rust represents one of the most challenging problems for agricultural research in the future, since chemical control of the disease is the obligated alternative while resistant cultivars are unavailable. However, fungicide application significantly increases production costs. In Brazil, it is estimated that the costs of two applications are of approximately US$ 40,00.ha-1, aside the operational costs incurred due to machinery and fuel, that is, the figure represents solely fungicide costs. Taking into account the previous considerations, the present work aims to evaluate two sources of resistance to Asian soybean rust (PI 200487 and PI 459025A), and to verify if the genes involved in pathogen-responses have already been described in previous work, by identifying their respective linkage groups. Bulked segregant analysis was used to map the genes of interest. The results allowed the following conclusions: a) BSA was effective to detect loci associated to Asian soybean rust resistance; b) PI 459025A (Bing Nam) carries the resistance gene Rpp4 mapped to the linkage group G and c) PI 200487 (Kinoshita) has a novel resistance gene mapped to the linkage group N. The identified gene is denominated Rpp5.

Neste trabalho teve-se por objetivo estimar parâmetros genéticos e avaliar o potencial agronômico em gerações F2 e F3:2 de cruzamentos do tipo adaptado x exótico em soja, quanto ao potencial de gerar descendentes agronomicamente superiores e com resistência à ferrugem asiática. Ademais, procurou-se estudar a resistência a doenças de final de ciclo (DFC). Os experimentos nas gerações F2 e F3:2 foram conduzidos em 2007 e 2007/08, respectivamente, em áreas experimentais do Departamento de Genética, ESALQ/USP, Piracicaba, SP, Brasil. Foram utilizados como genitores exóticos resistentes: 1) PI 200487 (Kinoshita), 2) PI 471904 (Orba), 3) PI 459025 (Bing nan) e 4) PI 200526 (Shira Nuhi); e, como genitores adaptados, mas suscetíveis à ferrugem, foram utilizados os genótipos: 1) IAC-100, 2) MGBR 46 (Conquista), 3) BRSMT (Pintado), 4) BRS-154 e 5) BRS-232. Foram avaliados 27 cruzamentos em F2, sendo dez com recíprocos e sete sem recíprocos, e mais os nove genitores. Na geração F3:2 foram avaliados dois cruzamentos: Conquista x Orba e IAC-100 x Kinoshita; cada cruzamento foi avaliado em dois experimentos principais. Um destes experimentos foi protegido com aplicações dos fungicidas Impact Duo & Opera para controle da ferrugem e das DFC, enquanto que o outro recebeu apenas o fungicida Derosal para controle das DFC. Foram avaliadas 40 progênies F3:2 por recíproco de cada cruzamento. Além dos experimentos principais, foram instalados três experimentos auxiliares com 12 genótipos: quatro genitores exóticos, cinco genitores adaptados e três genótipos adicionais (BR-16, IAS-5 e OC-4). Cada experimento auxiliar recebeu um tratamento diferenciado de fungicida: Impact Duo & Opera, Derosal e Controle (sem aplicação de fungicida); o contraste do Impact Duo & Opera vs Derosal forneceu uma estimativa do efeito da ferrugem, enquanto que o contraste entre Derosal e Controle estimou o efeito das DFC. Os resultados levaram às seguintes conclusões: a) a estratégia de se usar diferentes tipos de fungicidas mostrou-se eficiente para estimar a reação das plantas à ferrugem e a DFC, em termos de produtividade de grãos; b) em relação às notas de severidade da ferrugem, a discriminação genotípica foi melhor observada a partir de 97 dias (S2) e 104 dias (S3) após a semeadura, respectivamente para genitores nos experimentos auxiliares e cruzamentos; c) no cultivo de outono (geração F2 e genitores), o hábito de crescimento indeterminado foi um caráter importante para o desempenho favorável dos genótipos; d) foram identificadas fontes de resistência/tolerância à ferrugem e a DFC entre os genitores exóticos e também, adaptados e adicionais; e) em F2, os cruzamentos envolvendo o genitor Orba foram os mais promissores e os cruzamentos com o genitor Shira Nuhi foram os menos promissores; o caráter valor agronômico mostrou-se eficiente na seleção de cruzamentos, pelos altos coeficientes de herdabilidade, observados no sentido amplo; f) em F3:2, o cruzamento IAC-100 x Kinoshita mostrou-se mais promissor do que o cruzamento Conquista x Orba, para o desenvolvimento de linhagens com níveis apropriados de resistência à ferrugem e produtividade de grãos; g) nas duas gerações as diferenças entre recíprocos ocorreram apenas em situações pontuais. / This work aimed to estimate genetic parameters and evaluate the agronomic potential in F2 and F3:2 generations of adapted x exotic soybean crosses, concerning the potential to generate progenies with higher agronomic offspring and with resistance to Asian soybean rust. Moreover, the resistance to late season leaf diseases (LSLD) was studied. The experiments in F2 and F3:2 generations were carried out during 2007 and 2007/08, respectively, in the Department of Genetics, ESALQ/USP, Piracicaba, SP, Brazil. As resistant exotic parents were used: 1) PI 200487 (Kinoshita), 2) PI 471904 (Orba), 3) PI 459025 (Bing nan) and 4) PI 200526 (Shira Nuhi); and as adapted parents, but susceptible to soybean rust, were used: 1) IAC-100, 2) MGBR 46 (Conquista), 3) BRSMT (Pintado), 4) BRS-154 and 5) BRS-232. Twenty seven crosses in generation F2, ten with reciprocals and seven without reciprocals were evaluated, plus the nine parents. In F3:2 generation, two crosses were evaluated: Conquista x Orba and IAC-100 x Kinoshita. Each cross was evaluated in two main experiments, one of them was protected with applications of the Impact Duo & Opera fungicides, to control soybean rust and LSLD, while the other experiment was spraied with Derosal to control only the LSLD. For each reciprocal cross, were evaluated 40 progenies in F3:2. Besides the main experiments, three auxiliary experiments were installed, with twelve genotypes: four exotic parents, five adapted parents and three additional parents (BR-16, IAS-5 and OC-4). Each experiment received one differential treatment of fungicide: Impact Duo & Opera, Derosal and Control (no applications of fungicide); the contrast Impact Duo & Operal vs. Derosal gave an estimate of the Asian soybean rust effect, while the contrast between Derosal and Control estimated the LSLD effect. The results led to the following results: a) the strategy of using different types of fungicides were effective in estimating the response of plants to rust and LSLD, in terms of grain yield; b) in relation to the notes of severity of rust, genetic discrimination was better observed from 97 days (S2) and 104 days (S3) after sowing, respectively for parents in the auxiliary experiments and crosses; c) in the cultivation of autumn (parents and F2 generation), the indeterminate growth habit was an important character to the favorable performance of the genotypes; d) sources of resistance/tolerance to rust and LSLD were identified among exotic, adapted and additional parents; e) In F2 generation, crosses having Orba as parent were the most promising and crosses involving Shira Nuhi were the less promising; agronomic value (VA) showed to be efficient for cross selection, by the high magnitude of the heritability coefficient, observed in broad sense; f) In F3:2 generation, the cross IAC-100 x Kinoshita showed more promising than Conquista x Orba cross, for the development of lines with appropriate levels of resistance to soybean rust and high grain yield; g) in the two generations, the differences between reciprocals occurred only in specific situations.

Os inibidores inibidores de serino proteinases do tipo Bowman-Birk (BBI) possuem dois sítios ativos e são encontrados em plantas das famílias Fabaceae e Poaceae. Neste trabalho foi apresentada a estrutura primária e o padrão de expressão de 14 seqüências expressas (EST, expressed sequence tags) de BBI putativos encontradas no banco de dados do "Projeto Transcriptoma da Cana-de-açúcar" (SUCEST). Estas quatorze seqüências foram utilizadas em conjunto com outras 87 seqüências de BBI previamente descritas e depositadas no banco de dados "GenBank" para a construção de árvores filogenéticas da família BBI. A análise filogenética mostrou que os BBI de monocotiledôneas e dicotiledôneas podem ser claramente separados em diferentes grupos e a topologia das árvores filogenéticas sugere um padrão evolutivo diferente das famílias de BBI em plantas. Os inibidores de dicotiledôneas são bem conservados e acumularam diferenças sutis durante a evolução. Em contrapartida, os inibidores de monocotiledôneas são altamente variáveis, indicando a ocorrência de um processo evolutivo interessante, baseado em eventos de duplicação intragênica e mutação. Dois inibidores de serino proteinases, um de tripsina e outro de quimotripsina, derivados do gene que codifica o inibidor Bowman-Birk de soja, foram expressos na superfície do fago filamentoso M13 e utilizados para a construção de bibliotecas de variantes. Para tal foram feitas mutações em quatro aminoácidos do sítio ativo destes inibidores e duas bibliotecas de expressão na superfície de fagos filamentosos foram construídas. Posteriormente, estas bibliotecas foram utilizadas para a seleção de variantes que melhor interagiam com a tripsina bovina e de Diatraea saccharalis e com as enzimas digestivas presentes no extrato intestinal desta praga. Os variantes selecionados foram seqüenciados, analisados e caracterizados. Os resultados mostraram que a técnica de expressão na superfície de fagos filamentosos foi eficiente para selecionar novos inibidores. Além disto, com as mutações realizadas, foi possível transformar a alça de inibição de quimotripsina em uma alça de inibição de tripsina. / The Bowman-Birk inhibitors (BBIs) are double headed inhibitors of serine proteinase found in plants from Fabaceae and Poaceae families. We describe the primary structure and the gene expression profile of 14 putative BBIs from the sugarcane expressed sequence tag (SUCEST) database and show how we used these newly discovered sequences together with 87 previously described BBI sequences from the "GenBank" database to construct phylogenetic trees for the BBI family. Phylogenetic analysis revealed that BBI-type inhibitors from monocotyledonous and dicotyledonous plants could be clearly separated into different groups, while the overall topology of the BBI tree suggests a different pattern of evolution for BBI families in flowering plants. We also found that BBI proteinase inhibitors from dicotyledonous plants were well conserved, accumulating only slight differences during their evolution. In addition, we found that BBIs from monocotyledonous plants were highly variable, indicating an interesting process of evolution based on internal gene duplications and mutation events. Two serine-type proteinase inhibitors, a trypsin and a chymotrypsin, both derived from the soybean Bowman-Birk inhibitor, were expressed on the surface of a filamentous phage. Site mutations were made in four positions of the reactive sites of these inhibitors and two phage-display libraries were constructed. Later, these libraries were used to select better ligands to the bovine and Diatraea saccharalis trypsin and to the midgut enzymes of this insect pest. The selected variants were sequenced, analyzed and characterized. The results showed that the phage-display technique is efficient to select new proteinase inhibitors. Furthermore, it was possible to modify the chymotrypsin loop into a trypsin loop using the library constructed by the insertion of a degenerated primer.

O grupo de percevejos que mais frequentemente causa perdas econômicas à soja no Brasil é composto pelas espécies: Nezara viridula, Piezodorus guildinii e Euchistus heros. Assim, os objetivos desta pesquisa foram avaliar parâmetros genéticos e correlações entre as diferentes características de desenvolvimento e produção, mapear QTL associados à resistência da soja aos percevejos e determinar respostas de expressão gênica associadas à alimentação do inseto. Uma população F2:3 foi desenvolvida através do cruzamento de IAC- 100 (resistente) e CD-215 (suscetível) e avaliada em campo experimental. As características agronômicas avaliadas foram: número de dias para o florescimento (NDF), altura da planta no florescimento (APF), número de dias para a maturidade (NDM), altura da planta na maturidade (APM), acamamento (AC), valor agronômico (VA) e produtividade de grãos (PG). As características de resistência a percevejos avaliadas foram: período de enchimento de grãos (PEG), retenção foliar (RF), índice percentual de danos nas vagens (IPDV), número de vagens por planta (NVP), número de sementes (NS), peso de sementes manchadas (PSM), peso de sementes boas (PSB), e peso de cem sementes (PCS). Para se ter um total de 96 amostras, os dois pais foram genotipados juntamente com as 12 mais resistentes e 12 mais suscetíveis plantas F2 para as características PEG, PCS e PSB, e as 11 mais resistentes e 11 mais suscetíveis para a característica RF. Para determinar o tempo de resposta de expressão gênica nas vagens à alimentação de percevejos, um estudo de microarranjo foi realizado com CD-215 avaliando a expressão relativa 5.5, 21, 24 e 41 horas após infestação em condições de casa-de-vegetação. Dentre as características de resistência, os maiores valores de herdabilidade foram observados para PCS e PEG. O caráter PCS apresentou correlação genética positiva e significativa com PSM e PEG. Neste estudo, 337 SNP, 28 SSR, 13 TRAP e 41 AFLP foram mapeados em 20 grupos de ligação. Quatorze QTL foram encontrados usando o modelo restrito de múltiplos QTL e análise de Kruskal-Wallis. A maioria dos QTL foi detectada para mais de uma característica e composta por genes com efeito menor. Na análise de microarranjo foi observada uma expressão diferencial clara para as amostras de 21, 24 e 41 horas com P. guildinii. Assim, para o experimento de campo as vagens foram infestadas com esta espécie e amostras de vagens foram coletadas 0, 8, 24 e 46 horas após infestação. Nesta etapa foi sequenciado somente o RNA mensageiro da amostra 24 horas. Na análise de RNA-seq realizada nas vagens sem nenhum tratamento, a cultivar resistente (IAC- 100) apresentou 39,4% dos genes com maior expressão e 11,68% dos genes com menor expressão do que a cultivar suscetível (CD-215). Baseado nos resultados, a seleção indireta para PCS associado com PSB pode ser realizada com sucesso para a obtenção de genótipos resistentes a percevejo. Além disso, os resultados de mapeamento de QTL foram parcialmente consistentes com estudos anteriores para característica agronômicas, sugerindo que QTL reais foram mapeados. / The group of stink bugs most frequently causing economic losses in soybean in Brazil consists of the species: Nezara viridula, Piezodorus guildinii, and Euchistus heros. Therefore, the objectives of the current research were to evaluate genetic parameters and correlations among distinct development and yield traits, map QTL associated with soybean resistance to stink bugs, and determine plant gene expression profiles associated to insect feeding. An F2:3 population was developed by crossing IAC-100 (resistant) and CD-215 (susceptible) and it was evaluated at an experimental field. The agronomic traits evaluated were number of days to flowering (NDF), plant height at flowering (PHF), number of days to maturity (NDM), plant height at maturity (PHM), lodging (L), agronomic value (AV), and grain yield (GY). The characteristics of stink bug resistance evaluated were grain filling period (GFP), leaf retention (LR), percentage index of pod damage (PIPD), number of pods per plant (NPP), number of seeds (NS), weight of spotted seeds (WSS), healthy seed weight (HSW), and weight of a hundred seeds (WHS). To have a total of 96 samples, the two parent lines were genotyped along with the 12 most resistant and 12 most susceptible F2 plants for the traits GFP, WHS, and HSW, and the 11 most resistant and 11 most susceptible for the trait LR. In order to determine the timing of gene expression response in pods under stink bug feeding, a microarray study was carried out with the cultivar CD-215, evaluating relative transcription levels at 5.5, 21, 24, and 41 hours post-infestation under greenhouse conditions. Among the characteristics of resistance, the highest values of heritability were observed for WHS and GFP. The trait WHS exhibited positive and significant genotypic correlation with WSS and GFP. In this study, 337 SNP, 28 SSR, 13 TRAP, and 41 AFLP markers were mapped to 20 linkage groups. Fourteen QTL were found using the restricted multiple QTL model and Kruskal-Wallis analyses. The majority of the QTL was detected for more than one trait and consisted of genes with minor effects. A clear differential gene expression was observed in the microarray analysis for the samples at time points 21, 24, and 41 hours infested with P. guildinii. Thus, in field trials the pods were infested with this species and samples of pods were taken at 0, 8, 24, and 46 hours. In this study, only RNA from the 24 hour sample was sequenced. From RNA-seq analysis performed on pods without treatment, the resistant cultivar (IAC-100) showed 39.4% of genes with induced expression and 11.68% of genes with repressed expression in comparison to the susceptible cultivar (CD-215). Based on the results, indirect selection for WHS associated with HSW can be successfully employed for obtaining stink bug resistant genotypes. Moreover, mapping QTL results were partially consistent with previous studies for agronomic traits, suggesting that real QTL were mapped.

No Brasil, a ferrugem, causada pelo fungo Puccinia psidii Winter, se destaca como a mais importante doença da cultura do eucalipto, principalmente na região Sudeste do país. O uso de genótipos resistentes é o principal método de controle da doença, o que torna essencial o conhecimento das bases genéticas da resistência para a seleção de genótipos resistentes. Neste estudo, uma progênie F1 de 90 irmãos completos foi utilizada para identificar marcadores ligados a genes de resistência a este patógeno. A severidade da doença foi avaliada em quatro épocas ao longo de uma epidemia por meio de escala diagramática e os dados foram utilizados para o cálculo da área sob a curva de progresso da doença (AUDPC) para cada indivíduo. O delineamento experimental foi de blocos incompletos em dois ambientes e os valores de AUDPC foram analisados por meio de modelos mistos, excluindo-se a variação ambiental. Um mapa genético foi construído com base em marcadores microssatélites, AFLP e TRAP através de uma análise multiponto. O mapeamento de QTL seguiu duas abordagens: mapeamento por intervalos (IM) e mapeamento por intervalos compostos (CIM). No mapa de ligação foram posicionados 117 marcadores microssatélites, 10 TRAP e 33 AFLP, distribuídos por 11 grupos de ligação, totalizando 1075 cM com distância média de 6,7 cM entre marcadores. A análise de IM identificou um QTL (LOD=7,7) no grupo de ligação 3, representando 28,5% da variação em AUDPC na progênie observada. Já a análise CIM detectou dois QTL, ambos no grupo de ligação 3. A posição do primeiro QTL coincidiu com aquela do QTL identificado na análise por IM, porém com maior valor de LOD (10,3), explicando 39,5% da variação em AUDPC. O segundo QTL (LOD=3,4), cujo valor probabilístico máximo distou 39,0 cM do primeiro QTL, explicou 6,9% da variação fenotípica. Os alelos de resistência nos dois QTL se encontram em repulsão, com efeito aditivo negativo (=-0,60) e ausência de dominância no primeiro QTL e efeito aditivo positivo (=0,29) e dominância completa (=-0,23) no segundo QTL. Os marcadores ligados aos dois QTLs têm potencial utilização na seleção assistida, com conseqüente aumento na eficiência durante a seleção de genótipos resistentes. / In Brazil, the eucalyptus rust, caused by Puccinia psidii Winter, stands out as the most important disease of eucalypts, mainly in southeastern Brazil. The use of resistant genotypes is the main control method, which makes the understanding of the genetic basis of resistance essential to the selection of resistant genotypes. In this study, an F1 progeny of 90 plants was used to identify markers linked to resistance genes to this pathogen. Four disease severity assessments were conducted during an epidemic with a diagrammatic scale and the data were used to calculate the area under the disease progress curve (AUDPC) for each plant. The experimental design consisted of incomplete blocks in two environments. AUDPC values were analyzed using mixed models, excluding the environmental variation between locations. A genetic map was constructed based on microsatellite, AFLP and TRAP markers based on a multipoint analysis. QTL mapping was done based on two approaches: interval mapping (IM) and composite interval mapping (CIM). The linkage map consisted of 117 microsatellite, 10 AFLP and 33 TRAP markers, placed over 11 linkage groups, totalizing 1075 cM with an average distance of 6.7 cM between markers. IM analysis identified a QTL (LOD = 7.7) on linkage group 3, accounting for 28.5% of the phenotypic variation in AUDPC. The CIM analysis detected two QTL, both on linkage group 3. The position of the first QTL coincided with that of the QTL identified in the IM analysis, but with a higher LOD (10.3), accounting for 39.5% of the variation. The second QTL (LOD = 3.4), whose maximum probability value was placed 39.0 cM away from the first QTL, accounted for 6.9% of the phenotypic variation. The resistance alleles in the two QTL are linked in repulsion with negative additive effect ( =- 0.60) and lack of dominance in the first QTL and positive additive effects (=0.29) and complete dominance (=-0.23) in the second. The markers linked to the two QTL have potential use in assisted selection, thus increasing the efficiency of selection of resistant genotypes.