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.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:42:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1631185 bytes, checksum: 1a2583b9096adafba72549267dc3ce2e (MD5) Previous issue date: 2012-02-16 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Asian soybean rust (ASR) caused by Phakopsora pachyrhizi fungus is the most important fungal disease that threatens soybean cultivation. Nowadays the main disease control procedure is administering fungicides from the triazole and strobilurin groups. However, using rust resistant or tolerating varieties is the best alternative for controlling the disease, as it reduces production costs, facilitates dealing with the disease and reduces possible environmental impact caused by usage of fungicides. Until now, five genes were identified in soybean (Rpp1 to 5) that are resistant to P. pachyrzi. However, there are new accesses that feature resistance and which inheritance is unknown. The objective of this work was studying the resistance inheritance of the PI 587905 access to the monopustular isolate PPUFV02 and demonstrating its relationship of the identified gene(s) to already described genes through genetic mapping by using microsatellite markers. A segregating F2 population was obtained for resistance by crossing access PI 587905 with the susceptible cultivar Conquista; this population was made of five subpopulations (23C 1 to 5) from different F1 plants. Plants from 23C-1 F2 population were inoculated in the V2-V3 stage in controlled conditions, with monopustular isolate PPUFV02 of P. pachyrizi and evaluated eight, ten, twelve and fourteen days after inoculation. Segregation pattern indicated that resistance is governed by a gene with partial dominance (χ2 = 1.86 p= 39.48%). Analysis with microsatellite markers indicated that the resistance gene is located in the linkage group G (LG-G) in the interval Sct_187-Sat_064 that contains the Rpp1 locus, suggesting that the resistance gene in access PI 587905 is a part of Rpp1 gene or another linked gene. Subpopulations 23C-2 to 5 were planted with the purpose of obtaining more plants with informative recombination events between the loci Sct_187 and Sat_064. Fenotyping of these plants was made in an identical way to the 23C-1 subpopulation; however genotyping was performed only in susceptible plants. From the group analysis of all subpopulations four F2 plants were obtained. They featured informative recombination events between the loci Sct_187 and Sat_064. Those can be used for deep mapping in this region, aiming to precisely locate the resistance gene and its future positional cloning. Markers Sct_187r2 and Sat_064 will also be suitable for use in assisted selection programs with molecular markers aiming introgression of the resistance gene in PI 587905 and its pyramid connection with other genes resistant to ASR in commercial soybean cultivars. / A ferrugem asiática da soja (FAS) causada pelo fungo Phakopsora pachyrhizi é a principal doença fúngica da cultura da soja. Atualmente a principal medida de controle da doença é a aplicação de fungicidas dos grupos dos triazóis e estrobilurinas. Todavia, a utilização de variedades resistentes ou tolerantes à ferrugem é a melhor alternativa para o controle da doença, por reduzir os custos de produção, facilitar o manejo da doença e reduzir os possíveis impactos ao ambiente ocasionados pelo uso de fungicidas. Na soja, até o momento, foram identificados cinco genes (Rpp1 a 5) de resistência a P. pachyrhizi. Contudo, existem novos acessos que apresentam resistência à FAS e cuja herança não é conhecida. Este trabalho teve por objetivo estudar a herança da resistência do acesso PI 587905 ao isolado monopustular PPUFV02 e demonstrar a relação do(s) gene(s) identificado(s) com os genes já descritos, por meio do mapeamento genético, utilizando marcadores microssatélites. Foi obtida uma população segregante F2 para a resistência pelo cruzamento do acesso PI 587905 com a cultivar suscetível Conquista. Essa população foi constituida de cinco subpopulações (23C- 1 a 5) oriundas de plantas F1 distintas. As plantas da subpopulação 23C-1 F2 foram inoculadas no estágio V2-V3, em condições controladas, com o isolado monopustular PPUFV02 de P. pachyrhizi, e avaliadas aos oito, dez, doze e quatorze dias após a inoculação. O padrão de segregação obtido revelou que a resistência é governada por um gene com dominância parcial (χ2= 1,86 p= 39,48%). As análises com marcadores microssatélites revelaram que o gene de resistência está localizado no grupo de ligação G (LG-G), no intervalo Sct_187- Sat_064 que contém o loco Rpp1, sugerindo que o gene de resistência do acesso PI 587905 é um alelo do gene Rpp1 ou de um novo gene ligado. As subpopulações 23C-2 a 5 foram plantadas com o intuito de se obterem mais plantas com eventos de recombinação informativos entre os locos Sct_187 e Sat_064. A fenotipagem dessas plantas foi realizada de maneira idêntica à da subpopulação 23C-1, contudo foi realizada a genotipagem apenas das plantas suscetíveis. Da análise conjunta de todas as subpopulações foram obtidas quatro plantas F2 que apresentaram eventos de recombinação informativos entre os locos Sct_187 e Sat_064, que podem ser utilizadas para o mapeamento fino nessa região, visando à localização precisa do gene de resistência e sua futura clonagem posicional. Os marcadores Sct_187r2 e Sat_064 também poderão ser utilizados em programas de seleção assistida por marcadores moleculares visando à introgressão do gene de resistência do PI 587905 e à sua piramidação com outros genes de resistência à FAS em cultivares comerciais de soja.

O controle da ferrugem asiática é altamente dependente do tratamento com fungicidas. A decisão do momento correto da aplicação é fundamental para a eficiência do tratamento, visto que atrasos na efetuação do controle podem torná-lo tão ineficaz quanto à ausência de aplicações. O dano provocado pela ferrugem asiática é decorrente da redução da área foliar, devido à destruição do tecido vegetal e desfolha precoce. Tendo em vista a influência que o atraso no controle tem sobre a ferrugem asiática, e esta sobre a folhagem das plantas de soja, o dano pode ser melhor compreendido com o uso de variáveis que captem modificações na área foliar do hospedeiro. Com os objetivos de avaliar o efeito do atraso no controle da ferrugem asiática sobre o rendimento e os componentes do rendimento, a duração (HAD), a absorção da área foliar sadia (HAA) de plantas de soja e sobre a severidade da doença e examinar as relações entre o rendimento de soja com a duração, absorção da área foliar sadia e severidade da ferrugem asiática, foram conduzidos cinco experimentos no Centro de Pesquisa e Desenvolvimento Agrícola da Arysta LifeScience, em Pereiras-SP. Os experimentos envolveram um tratamento preventivo e tratamentos que corresponderam a atrasos crescentes na efetuação do controle químico. As relações entre os parâmetros citados acima foram avaliadas por meio de testes de comparação de médias (LSD) e regressões lineares e não lineares (p<=0,05). Os resultados mostraram que nas situações em que o início da ferrugem asiática da soja ocorre próximo à fase reprodutiva, o rendimento cai à taxa de -31 kg ha-1 a -15 kg ha-1 por cada dia de atraso no controle, sendo o dano maior nos estádios mais jovens e menor nos estádios mais avançados. Na relação entre o atraso no controle da ferrugem asiática da soja e HAA, 10 MJ m-2 deixam de ser absorvidos por cada dia de atraso no controle. Na relação entre o atraso no controle da ferrugem asiática da soja e HAD, a duração da área foliar sadia diminui 2,4 a 1,4 dias por cada dia em que o controle é atrasado. Na relação entre o rendimento de soja e HAA, são ganhos 2 kg ha-1 para cada MJ m-2 absorvido pela área foliar sadia. Na relação entre o rendimento de soja e HAD, são ganhos de 13 a 9 kg ha-1 para cada dia de duração da área foliar sadia. A relação entre atraso no controle da ferrugem asiática da soja e severidade da doença é de 0,25% ponto percentual para cada dia de atraso no controle. A relação entre o rendimento de soja e severidade da ferrugem asiática é de -36 kg ha-1 por cada ponto percentual de severidade. A variável que melhor se relaciona com o rendimento de soja é a absorção da área foliar sadia (HAA). Tanto HAA quanto HAD são variáveis melhores do que a severidade para serem usadas na quantificação de danos provocados pela ferrugem asiática na soja. Nas situações em que o início da doença ocorre próximo à fase reprodutiva, atrasos no controle da ferrugem asiática superiores a 28 dias apresentam o mesmo resultado que a ausência de controle. Não há redução no rendimento de soja se o início da ferrugem asiática ocorrer a partir do estádio R5. / The control of the asian soybean rust is highly dependent of fungicides treatment. The decision of the correct moment of application is critical for the efficiency of the treatment, since delays in the control can become it so inefficacious as the absence of applications. The damage caused by asian soybean rust is decurrent of the reduction of the leaf area, due to vegetal tissue destruction and early defoliation. In view, the influence that the control delay has on the asian rust, and this on the foliage of the soybean plants, the yield loss can be better understood with the use of variable that catch modifications in the leaf area of the host plant. With the objectives to evaluate the effect of the delay in the asian soybean control on the yield and the yield components, the duration (HAD) and absorption of the healthy leaf area (HAA) of soybean plants and on the disease severity, and to examine the relationship between the soybean yield with the healthy leaf area duration, healthy leaf area absorption and asian soybean rust severity, were conducted five field experiments in Agricultural Research and Development Center of the Arysta LifeScience, in Pereiras-SP. The experiments had involved a preventive treatment and treatments that had corresponded the increasing delays in the chemical control. The relationship between the cited parameters above had been evaluated by averages comparison test (LSD) and linear and non linear regressions (p<=0,05). The results had shown that in the situations where the beginning of the asian soybean rust occurs next to the reproductive phase, the yield fall -31 kg ha-1 to -15 kg ha-1 per each day of control delay, being the loss bigger in youngest stadiums and lesser in oldier stadiums. In the relationship between control delay of the asian soybean rust and HAA, 10MJ m-2 does not absorbed per each day of control delay. In the relationship of the control delay of the asian soybean rust and HAD, the duration of the healthy leaf area reduced 2,4 to 1,4 days per each day where the control is delayed. In the relationship between soybean yield and HAA, were obtained 2 kg ha-1 for each MJ m-2 absorbed by the healthy leaf area. In the relationship between soybean yield and HAD, were obtained 9 to 13 kg ha-1 for each day of healthy leaf area duration. The relationship between control delay of the asian soybean rust and disease severity was of 0,25% percentile point for each day of delay in the control. The relationship between soybean yield and severity of the asian soybean rust were of -36 kg ha-1 for each percentile point of severity. The variable that better becomes related with the yield soybean was the healthy leaf area absorption (HAA). Even HAA as HAD are better variables than severity to be used in the yield losses quantification of the asian soybean rust. In the situations that the beginning of the disease occurs next to reproductive phase, control delay of asian soybean rust higher than 28 days show the same result that the control absence. It does not have reduction in the soybean yield if the beginning of the asian soybean rust occurs after the R5 stadium.

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.

A ocorrência de doenças em soja tem aumentado nos últimos anos, provocando grandes perdas em plantios comerciais e exigindo respostas rápidas da pesquisa para desenvolvimento e aplicação de técnicas de controle. Mais de 40 doenças afetam a cultura da soja em todo o mundo e dentre elas estão a ferrugem asiática (Phakopsora pachyrhizi Sydow) e a septoriose ou mancha parda (Septoria glycines Hemmi). Estas doenças estão disseminadas em praticamente todas as regiões produtoras de soja do Brasil. Os objetivos desse trabalho foram mapear o gene que confere resistência a P. pachyrhizi presente na cultivar de soja FT-2 e QTLs envolvidos na resistência a S. glycines, utilizando uma população de plantas F2 derivada do cruzamento entre as cultivares FT-2 (resistente) e Davis (suscetível). Marcadores microssatélites foram testados nos genitores, sendo os polimórficos utilizados para genotipar as plantas da geração F2. Progênies F3:2 e F4:2 foram obtidas e avaliadas para reação às doenças. Para a ferrugem da soja foram detectados cinco marcadores associados ao caráter, sendo que dois deles (Satt079 e Satt307) flanqueiam o gene dominante de resistência, que foi mapeado no grupo de ligação C2 da soja. Uma eficiência de seleção de 100% foi obtida com o uso simultâneo destes dois últimos marcadores, indicando que os mesmos podem ser ferramentas úteis para a seleção assistida de genótipos homozigóticos resistentes. Para a mancha parda, análises de regressão e de variância foram realizadas para identificar associações significativas entre marcadores e QTLs devido a efeitos aditivos e não aditivos do caráter. Foi realizado, também, o mapeamento por intervalo dos QTLs. As análises de regressão detectaram maior número de marcadores ligados a QTLs do que o mapeamento por intervalo; houve concordância entre os resultados dos dois métodos em apenas um caso, no qual o marcador Satt277, pertencente ao grupo de ligação C2, foi relacionado significativamente ao caráter. / The occurrence of soybean diseases that causes large yield losses in commercial fields has increased in recent years forcing research to face the challenge of providing quick responses to develop control techniques. More than 40 diseases affect soybeans worldwide, among them the Asian rust (Phakopsora pachyrhizi Sydow) and brown spot (Septoria glycines Hemmi). These diseases are spread in practically all Brazilian soybean cropping areas. The objectives of this work was to map the resistance gene to P. pachyrhizi and the QTLs involved in the resistance to S. glycines in the soybean cultivar FT-2, using an F2 plant population derived from the cross between FT-2 (resistant) and Davis (susceptible). SSR markers were tested in the parents and those showing polymorphism were used to screen plants of the F2 generation. F3:2 and F4:2 progenies were evaluated for disease reaction. Five markers associated to soybean rust resistance were detected and two (Satt079 and Satt307) are flanking a dominant resistance gene that was mapped in the C2 soybean linkage group. An efficiency of 100% was obtained with the simultaneous use of those markers for selection, which indicated that they could be useful in marker-assisted selection of resistant homozygous genotypes. For brown spot resistance, regression analyses and ANOVAs were performed to identify significant associations between markers and resistance QTL’s showing additive and non-additive effects. The interval mapping of the QTL’s was also performed. The regression analyses detected more markers linked to QTL’s than the interval analyses. Only the Satt277 marker (soybean linkage group C2) was significantly associated to the trait by both detection methods.

Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Mancozeb has been the protective fungicide with a multi-site mechanism widely used associated with fungicide programs in soybean cultivation. This compound has provided significant increases in the systemic fungicides performance in the soybean rust control. Besides the obvious fungicide effect, mancozeb has provided also effects on physiological parameters in plants promoting benefits such as fungicide phytotoxicity reduction and increases in plant vigor. The studies aimed to understand the interaction of mancozeb associated to systemic fungicides against the soybean rust control, in addition to determine the physiological plants responses from the product versus plant relation. The experiments were conducted in greenhouse and field, divided in four chapters in manuscript format. The first study investigates the effect of the mancozeb interaction with commercial mixtures of QoI + DMI based on two methodologies. From this, it was possible to verify that mancozeb increases significantly the control efficiency when associated with less efficient mixtures. In such interactions was obtained a control synergistic response. However it is expected at least an additive response, when associated to mixtures with high efficiency, the increase in control is lower. The second study consisted of the enzymes activity linked to the antioxidant response, the photosynthetic pigments concentration and lipid peroxidation investigation in plants exposed to the fungicide trifloxystrobin + prothioconazole, with potential to cause phytotoxicity, associated or not with mancozeb. Antioxidant enzymes activity increase, reduction in pigment concentration and cell damage due to increased lipid peroxidation were observed in plants exposed to systemic fungicide. These damages were attenuated when the systemic fungicide was associated with mancozeb. Moreover, photosynthesis and chlorophyll a fluorescence parameters were analyzed in plants exposed to mancozeb and trifloxystrobin + prothioconazole, constituting the third study. Decreased in the photosynthetic efficiency was verified in plants treated with systemic fungicide characterizing a significant phytotoxic effect. The parameters evaluated elucidate a beneficial effect of mancozeb reducing the damages caused by the systemic fungicide. The fourth study aimed to evaluate changes in the leaves soybean nutritional status exposed to mancozeb. Macro and micronutrients concentration were determined on 4th and 8th days exposure. Significant changes in concentration of S, Mn and Zn were observed. Such changes were related to “green effect” on plants after mancozeb exposure. All data provide new information regarding the recent use of the mancozeb molecule in soybean. The contribution is original and presents data that can contribute to the definition of strategies in anti-resistance management and increase site-specific systemic fungicides effective life commonly used in soybean. In addition, the results present important physiological responses on plants induced Figure 1by mancozeb that can aggregate on development, vigor and productivity. / Mancozebe tem sido o fungicida protetor com mecanismo multi-sítio amplamente utilizado associado aos programas fungicidas na cultura da soja. Este composto tem proporcionado incrementos significativos no desempenho de fungicidas sistêmicos no controle da ferrugem da soja. Além do efeito evidente como fungicida, tem sido relatado efeitos sobre parâmetros fisiológicos nas plantas conferindo benefícios como redução de fitotoxicidade de outros fungicidas e incrementos no vigor de plantas. Nossos estudos objetivaram compreender a interação de mancozebe associado a fungicidas sistêmicos frente ao controle da ferrugem da soja, além de determinar respostas fisiológicas das plantas oriundas da relação produto versus planta. Foram conduzidos ensaios em casa de vegetação e a campo, aqui divididos em quatro capítulos no formato de manuscritos. Em um primeiro estudo o efeito da interação de mancozebe com misturas comerciais de IQo + IDM foi investigado com base em duas metodologias. A partir disso foi possível verificar que mancozebe agrega mais significativamente a eficácia de controle quando associado a misturas menos eficientes. Em tais interações obteve-se uma resposta sinérgica de controle. Quando associado a misturas com alta eficácia o incremento no controle foi menor, entretanto no mínimo uma resposta aditiva é esperada. Em um segundo estudo a atividade de enzimas ligadas à resposta antioxidante, a concentração de pigmentos fotossintetizantes e a peroxidação lipídica foi investigada em plantas expostas ao fungicida trifloxistrobina + protioconazol, com potencial de causar fitotoxidade, estando este associado ou não ao mancozebe. Aumento na atividade de enzimas antioxidantes, redução no conteúdo de pigmentos e danos celulares evidenciadas pela maior peroxidação de lipídios foram verificadas em plantas expostas ao fungicida sistêmico. Tais danos foram atenuados quando o fungicida sistêmico foi associado ao mancozebe. Nesse mesmo sentido, parâmetros de fotossíntese e fluorescência da clorofila a foram analisados em plantas expostas a mancozebe e trifloxistrobina + protioconazol, sendo este o terceiro estudo aqui apresentado. Decréscimo na eficiência fotossintética foi verificado em plantas tratadas com o fungicida sistêmico caracterizando um efeito fitotóxico significativo. Os parâmetros avaliados elucidam um efeito benéfico de mancozebe reduzindo os danos causados pelo fungicida sistêmico. Um quarto e último estudo visou avaliar alterações no estado nutricional de folhas de soja expostas a mancozebe. Concentração de macro e micronutrientes foram determinadas aos 4 e 8 dias após exposição. Alterações significativas na concentração de S, Mn e Zn foram observadas. Tais alterações foram relacionadas a incrementos na coloração verde da cultura após exposição à mancozebe. Os dados trazem informações novas em relação ao recente uso da molécula mancozebe em soja. A contribuição é original e apresenta dados que podem contribuir na definição de estratégias no manejo anti-resistência e aumento da vida efetiva dos fungicidas sistêmicos sítio-específico comumente utilizados em soja. Além disso, os resultados apresentam uma série de respostas fisiológicas importantes de mancozebe sobre as plantas que podem agregar em termos de desenvolvimento, vigor e produtividade.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The objective of this work was to determine the effect of mineral nitrogen fertilization rates on nodulation, plant growth, yield and the effect of nitrogen rates on the progress of Asian soybean rust (Phakopsora pachyrhizi Sydow) of two short cycle soybean cultivars. Experiments were carried out in greenhouse and in the field, in 2011/12 and 2012/13. In the greenhouse, plants were grown in sand and supplied with five nutrient solutions and also grown in a mixture of sand plus soil and supplied by six mineral nitrogen rates. In the field, plants were fertilized with six mineral nitrogen rates. For determinations of Asian soybean rust, experiments were doubled and Phakopsora pachyrhizi was inoculated. In all experiments, active nodules, growth, grain yield and plant N concentration was determined. In Asian soybean rust experiments, defoliation and the area under rust progress curve (AURPC) was determined. In the field, nitrogen rates increased plant growth only in 2011/12. Active nodules per plant decreased in all experiments. Grain yield was not affected by N rates in the field. In the greenhouse, nitrogen rates increased plant growth and the disease progress. In 2011/12 field experiment, a slight decrease of rust progress and a slight increase in yield was recorded. Mineral nitrogen fertilization can increase plant growth and grain yield under optimal supply of water and nutrients. However, under favorable environmental conditions for the Asian rust, the increase in grain yield by effect of high N rates might not be attained due to the damage caused by the disease. / O objetivo deste trabalho foi determinar o efeito de taxas de adubação nitrogenada sobre a nodulação, crescimento da planta, rendimento e progresso da ferrugem asiática (Phakopsora pachyrhizi Sydow) de duas cultivares de soja de ciclo curto. Os experimentos foram realizados em casa de vegetação e no campo, em 2011/12 e 2012/13. Na casa de vegetação, as plantas foram cultivadas em areia com cinco soluções nutritivas e também em uma mistura de areia mais solo com seis doses de nitrogênio mineral. No campo, as plantas foram adubadas com seis doses de nitrogênio mineral. Para as determinações de ferrugem asiática, os experimentos foram duplicados e o patógeno (Phakopsora pachyrhizi) foi inoculado. Em todos os experimentos foi determinado o número de nódulos ativos, o crescimento, a produção de grãos e a concentração de N na planta. Nos experimentos de ferrugem da soja, a desfolha e a área abaixo da curva de progresso da doença (AACPF) foram determinados. No campo, as doses de nitrogênio aumentaram o crescimento das plantas apenas em 2011/12. O número de nódulos ativos por planta diminuiu em todos os experimentos. O rendimento de grãos no campo não foi afetado pelas doses de N. Na casa de vegetação, as doses de nitrogênio aumentaram o crescimento das plantas e o progresso da doença. Em 2011/12 no experimento de campo, houve um pequeno decréscimo no progresso da ferrugem e um ligeiro aumento na produtividade. Concluiu-se que a adubação nitrogenada mineral pode aumentar o crescimento da planta e a produção de grãos em condições ideais de água e nutrientes. No entanto, sob condições ambientais favoráveis para a ferrugem asiática, o aumento da produção de grãos obtido pelo uso de altas doses de N pode ser anulado pelos danos causados pela doença. Em condições de campo, os efeitos do N sobre o rendimento de grãos são de pequena importância em ambas as cultivares.

<p>This research focused on developing adaptable models and protocols for early warning systems for forecasting plant diseases and datasets. It compared the performance of deep learning models in predicting soybean rust disease outbreaks using three years of public epidemiological data and gridded weather data. The models selected were a dense network and a Long Short-Term Memory (LSTM) network. The objectives included evaluating the effectiveness of small citizen science datasets and gridded meteorological weather in sequential forecasting, assessing the ideal window size and important inputs, and exploring the generalizability of the model protocol and models to other diseases. The model protocol was developed using a soybean rust dataset. Both the dense and the LSTM networks produced accuracies of over 90% during optimization. When tested for forecasting, both networks could forecast with an accuracy of 85% or higher over various window sizes. Experiments on window size indicated a minimum input of 8 -11 days. Generalizability was demonstrated by applying the same protocol to a southern corn rust dataset, resulting in 87.8% accuracy. In addition, transfer learning and pre-trained models were tested. Direct transfer learning between disease was not successful, while pre training models resulted both positive and negative results. Preliminary results are reported for building generalizable disease models using epidemiological and weather data that researchers could apply to generate forecasts for new diseases and locations.</p>

Este trabalho objetivou caracterizar e estimar a adaptabilidade e a estabilidade de 24 populações e quantificar a divergência genética entre 480 (20 linhagens x 24 populações) linhagens de soja, por meio de caracteres agromorfológicos. Os experimentos foram conduzidos em três locais (Anhumas, Areão e ESALQ), localizados no município de Piracicaba - SP. Nos anos agrícolas 2007/08, 2008/09, 2009/10 e 2011/12 foram realizados dois experimentos por ano, delineados em blocos ao acaso e constituídos por repetições estratificadas em dois conjuntos experimentais, formados por 12 populações e duas testemunhas comuns (BRS 133 e Monsoy 8001 ou Conquista). Em 2011/12, de cada uma das 24 populações, foram colhidas, trilhadas e pesadas as sementes de 36 plantas individuais; a seguir, foram selecionadas as 20 plantas (linhagens F15:16) mais produtivas para compor os experimentos de 2012/13; em 2013/14, foram avaliadas as linhagens F15:17; foram realizados dois experimentos por ano, no delineamento de blocos aumentados de Federer, estratificando-se as 480 linhagens em 24 conjuntos experimentais; cada conjunto recebeu as 20 linhagens de uma dada população, mais as duas testemunhas comuns (BRS 133 e Monsoy 8001), totalizando 22 parcelas. Em todos os anos agrícolas foram conduzidos dois experimentos vizinhos, um com manejo FAS, que recebeu aplicações sucessivas de fungicidas para controle da ferrugem asiática e outras doenças de fim de ciclo (DFC); e, outro experimento com manejo DFC, no qual foram feitas aplicações de um fungicida que controla as DFC, exceto a ferrugem. Vinte caracteres agromorfológicos foram avaliados e também foram estimadas as taxas de reação à ferrugem baseada na produtividade de grãos (FP) e no tamanho das sementes (FT, representado pelo peso de cem sementes); FP e FT foram estimadas para cada genótipo, calculando-se a diferença entre as médias ajustadas nos manejos DFC e FAS, dividindo-se pela média DFC e multiplicando por 100. Para a análise de adaptabilidade e estabilidade, foram utilizados os métodos de Eberhart e Russel e AMMI. No estudo de divergência genética foi usada a distância Euclidiana Média, e os agrupamentos foram obtidos pelo Método de Tocher. Com exceção da cor do tegumento, uniformemente amarelo, foi observada variabilidade genética para todos os demais 19 caracteres, incluindo-se as FP e FT. A população USP 98-13.009 (P21) destacou-se por apresentar médias relativamente altas para produtividade de grãos e para peso de cem sementes e níveis satisfatórios de tolerância à ferrugem. As metodologias Eberhart & Russel e AMMI foram capazes de identificar populações comuns, com médias elevadas para produtividade de grãos, com estabilidade de produtividade e adaptadas aos 16 ambientes em estudo. Os ambientes, principalmente os locais, foram bem distinguidos pela metodologia AMMI. Na análise de divergência, a variabilidade genética, permitiu a observação de linhagens dissimilares. Foram observados diferentes tipos de agrupamento para os experimentos com manejo de doenças (manejos FAS, DFC e combinação FAS + DFC), o que pode ser explicado pela interação genótipos x anos. O agrupamento realizado com os dados obtidos nos experimentos combinados dos manejos (FAS + DFC) foi o mais conciso e adequado com a dissimilaridade entre as linhagens. / This work aimed to characterize and to estimate adaptability and stability of 24 populations, besides to quantify the genetic divergence between 480 (20 lines x 24 populations) lines of soybean, through agromorphological characters. The experiments were conducted in three locations (Anhumas, Areão, ESALQ), located in Piracicaba - SP. In the crop years 2007/08, 2008/09, 2009/10 and 2011/12, were performed two experiments per year in randomized complete block design, consisting of replications stratified in two experimental sets, constituted by 12 populations and two common checks (BRS 133 and Monsoy 8001 or Conquista). In 2011/12, in each of the 24 populations were harvested, trashed and weighted the seeds of 36 individual plants; then, the most productive 20 plants were selected for obtaining F15:16 lines and composing the experiments of 2012/13; in 2013/14, were evaluated the F15:17 lines. There were conducted two experiments per year designed in augmented block of Federer, by stratifying the 480 soybean lines in 24 experimental sets. Each set consisted of 20 lines of a given population and two common checks (BRS 133 and Monsoy 8001), totaling 22 plots. In each year, there were conducted two experiments, one with FAS management which received successive applications of fungicides for controlling the Asian soybean rust and other late season leaf diseases (DFC); the other experiment received the DFC management in which it was made applications of a fungicide to control the DFC, except rust. Twenty agromorphological characters were evaluated and also estimated the rate of reaction to rust based on seed yield (FP) and seed size (FT, represented by the weight of one hundred seeds or PCS); FP and FT were estimated for each genotype, by calculating the difference between the adjusted means in DFC and FAS managements, dividing by DFC mean and multiplying by 100. For the analysis of adaptability and stability were used Eberhart & Russell and AMMI methods. In the study of genetic divergence was used the Average Mean Euclidean distance, and the clusters was obtained by Tocher method. With exception of color of seed coat, with an uniform yellow color, it was observed genetic variability for the other 19 traits, including FP and FT. The USP 98-13.009 (P21) population highlighted by present relatively high averages for seed yield and weight of one hundred seeds, besides the satisfactory levels of rust tolerance. Both methodologies, Eberhart & Russell and AMMI, were able to identify common populations with high means of seed yield, yield stability and adaptation to of the 16 environments in study. The environments, mainly locations, were well distinguished by the AMMI methodology. In the divergence analysis, the genetic variability allowed the observation of dissimilar lines. Different types of clusters were observed for disease managements (FAS, DFC, and FAS + DFC) which could be explained by the genotypes x years interaction. The grouping performed with the combination FAS + DFC data was the more concise and appropriate to estimate the dissimilarity among lines.

A soja é um dos alimentos mais completos conhecidos pelo homem. A soja hortaliça ou \"edamame\" pertence à mesma espécie da soja cultivada para grãos, Glycine max (L.) Merrill. Edamame é um nome de origem japonesa usado para um tipo de soja consumida no estádio imaturo R6 e, também, caracterizada por terem vagens e grãos de tamanho grande, melhor textura e sabor. Apresenta grande potencial nutracêutico, favorecendo a manutenção da saúde e a redução dos riscos de diversas doenças crônicas. Os principais objetivos deste trabalho foram: a) estimar parâmetros genéticos úteis ao melhoramento, especialmente a interação genótipos x ambientes; b) avaliar adaptabilidade e estabilidade dos genótipos e a representatividade de ambientes; c) caracterizar os cruzamentos e suas progênies visando-se à extração de linhagens superiores. Os genótipos compreendem 42 progênies nas gerações F6:10 a F6:13 de 23 cruzamentos e três testemunhas (BRS 257, BRS 267 e IAC 100). As avaliações experimentais foram feitas em dois estádios de desenvolvimento, soja imatura R6 (dois anos agrícolas, 2011/12 e 2012/13) e soja matura R8 (quatro anos agrícolas, de 2009/10 a 2012/13). Os quatro anos agrícolas e três locais (Anhumas, Areão e ESALQ) foram combinados em nove ambientes. Em cada ambiente foram realizados dois experimentos envolvendo manejos distintos de fungicidas; no primeiro experimento foram feitas aplicações sucessivas de fungicidas para controle da ferrugem asiática da soja (FAS) e das doenças de final de ciclo (DFC), enquanto que no segundo experimento foram aplicados fungicidas para controle somente das DFC. Cada experimento foi delineado em blocos ao acaso, com três repetições. Cada repetição foi estratificada em dois conjuntos experimentais com testemunhas comuns, cada um deles conformando um bloco aumentado de Federer. A parcela experimental foi uma fileira com 5 metros x 0,50 m. As fontes de variação \"anos\", \"locais\" e \"fungicidas\" contribuíram significativamente na interação entre genótipos e ambientes, em ambos os estádios R6 e R8. Para a produtividade de vagens (PV) em R6, o método de Eberhart e Russell destacou quatro cruzamentos (19-005: USP 98-06.005 x J-75, 19-006: USP 98-06.005 x Hakucho, 19-045: USP 98-06.031 x Hakucho e 19-111: USP 98-06.029 x OCEPAR-4), gerando 15 progênies (destaques para 19-045-03-01 e 19-111-02-06) com alto potencial para uso como genitores e ou cultivares. A análise AMMI revelou que a grande maioria dos genótipos mostraram-se estáveis e com PV em torno de 150 g/2plantas. O maior destaque ficou com a progênie 19-111-01-09, com desempenho muito favorável para os caracteres de R6, alta produtividade de grãos (PG) e tolerância à ferrugem em R8. Para o estádio R8, o efeito de locais determinou que Areão foi o melhor local, para PG e peso de cem sementes (PSC). Para o estádio R6, o efeito de anos indicou que o ano agrícola 2012/13 foi o que mais favoreceu o desempenho das progênies para todos os caracteres. Foram detectadas correlações altas e significativas entre os caracteres PCS em R8 e peso de cem vagens em R6 (0,808**), bem como entre PCS e largura das vagens em R6 (0,725**). / Soybean is one of the most complete food known by the human being. The vegetable soybean or \"edamame\" belongs to the same species of the soybean cultivated as commodity, Glycine max (L.) Merrill. Edamame is a name with Japanese origin used for maintenance and reduction of the risks of several chronic diseases. The main objectives of this study were: a) to estimate useful genetic parameters to the breeding program of soybean vegetable, specially the genotype x environment interaction; b) to evaluate adaptability and stability of the genotypes and the representativeness of the environments; c) to characterize crosses and their progenies aiming the extraction of superior inbred lines. The genotypes corresponded to 23 crosses and their 42 progenies in advanced generations of inbreeding, that is from F6:10 to F6:13 generation, besides three common checks (BRS 257, BRS 267, and IAC 100). They were evaluated in two developmental stages, immature R6 and mature R8 soybean, during two (2011/12 and 2012/13) and four (2009/10 to 2012/13) growing seasons, respectively. The four crop years and three locations (Anhumas, Areão and ESALQ) were combined in nine environments. In each environment, there were carried out two experiments involving two fungicide managements; in the first experiment, there were made successive fungicide applications for controlling Asian soybean rust (FAS) and late season leaf diseases (DFC), whereas in the second experiment there were made fungicide applications for controlling only DFC. Each experiment was designed in a randomized complete-block design with three replications. Each repetition was divided into two experimental sets with common checks, forming an augmented design (Federer). The experimental plot was a row with 5 m x 0.50 m. The \"crop years\", \"locations\" and \"fungicides\" contributed significantly to the genotypes x environments interactions in both R6 and R8 stages. For pod yield (PV) in the R6 stage, the Eberhart and Russell method highlighted four crossings (19-005: USP 98-06005 x J-75, 19- 006: USP 98-06005 x Hakucho, 19-045: USP 98-06031 x Hakucho and 19 -111: USP 98- 06029 OCEPAR-4), generating 15 progenies (especially the numbers 19-045-03-01 and 19- 111-02-06) with the highest potential to be used as parents and or as new cultivars. The biggest highlight was the progeny 19-111-01-09, with very favorable performance for R6 traits, high seed yield (PG) and tolerance to rust in R8. The AMMI analysis revealed that almost all genotypes were stable and with PV around 150 g/2plants. For the R8 stage, the location effect determined that Areão was the best location for PG and one hundred seed weight (PCS). For the R6 stage, the year effect indicated that the crop year 2012/13 was the most favorable for the progeny performance for all traits. There were estimated highly significant correlation between PCS in R8 and one hundred pod weight in R6 (0.808 **), as well as between PCS and pod width in R6 stage (0.725**).