A helmintosporiose, incitada por Drechslera avenae (teleomorfo, Pyrenophora avenae), constitui fator limitante à produção e à qualidade do grão de aveia (Avena sativa L). A caracterização biológica e molecular da interação aveia - D. avenae pode contribuir para o manejo e a determinação de estratégias de controle da doença. Para a caracterização biológica, foram avaliadas trinta cultivares de aveia quanto à percentagem de área foliar com sintomas da doença e o tipo de lesão, inicialmente sob condições de inoculação artificial com três isolados do fungo e, após, no campo, sob condições naturais de infecção. Os resultados demonstraram haver interações significativas entre os genótipos da planta e isolados do patógeno. Classificaram-se como mais resistentes ao fungo OR 4, UFRGS 7, UFRGS 14, UFRGS 18 e UPF 19. Para a caracterização molecular da interação, cinco genótipos (CTC 5, ORLA 975, preta-comum, UFRGS 18 e UPF 17), não inoculados e inoculados com dois isolados do fungo, foram investigados para a análise de expressão diferencial de genes após 12, 24 e 72 horas após a inoculação. A partir do RNA total extraído das plantas submetidas aos tratamentos, realizaram-se a síntese de cDNA (RT-PCR), o isolamento de cDNAs expressados diferencialmente e a produção de sondas para a verificação de mRNAs induzidos, os quais foram hibridizados por meio de “Southern blot” e “Reverse Northern”. Foram observadas diferenças na expressão de genes, em nível de mRNA, entre plantas sadias e infectadas, tendo-se obtido sete fragmentos de cDNAs relacionados à interação com D. avenae, os quais foram comparados quanto a sua similaridade com seqüências depositadas no banco de dados do Genbank. Pela análise de “Reverse Northern”, pôde-se identificar um cDNA denominado E3-IFCO, relacionado com a resposta de defesa da planta.

A helmintosporiose, incitada por Drechslera avenae (teleomorfo, Pyrenophora avenae), constitui fator limitante à produção e à qualidade do grão de aveia (Avena sativa L). A caracterização biológica e molecular da interação aveia - D. avenae pode contribuir para o manejo e a determinação de estratégias de controle da doença. Para a caracterização biológica, foram avaliadas trinta cultivares de aveia quanto à percentagem de área foliar com sintomas da doença e o tipo de lesão, inicialmente sob condições de inoculação artificial com três isolados do fungo e, após, no campo, sob condições naturais de infecção. Os resultados demonstraram haver interações significativas entre os genótipos da planta e isolados do patógeno. Classificaram-se como mais resistentes ao fungo OR 4, UFRGS 7, UFRGS 14, UFRGS 18 e UPF 19. Para a caracterização molecular da interação, cinco genótipos (CTC 5, ORLA 975, preta-comum, UFRGS 18 e UPF 17), não inoculados e inoculados com dois isolados do fungo, foram investigados para a análise de expressão diferencial de genes após 12, 24 e 72 horas após a inoculação. A partir do RNA total extraído das plantas submetidas aos tratamentos, realizaram-se a síntese de cDNA (RT-PCR), o isolamento de cDNAs expressados diferencialmente e a produção de sondas para a verificação de mRNAs induzidos, os quais foram hibridizados por meio de “Southern blot” e “Reverse Northern”. Foram observadas diferenças na expressão de genes, em nível de mRNA, entre plantas sadias e infectadas, tendo-se obtido sete fragmentos de cDNAs relacionados à interação com D. avenae, os quais foram comparados quanto a sua similaridade com seqüências depositadas no banco de dados do Genbank. Pela análise de “Reverse Northern”, pôde-se identificar um cDNA denominado E3-IFCO, relacionado com a resposta de defesa da planta.

A helmintosporiose, incitada por Drechslera avenae (teleomorfo, Pyrenophora avenae), constitui fator limitante à produção e à qualidade do grão de aveia (Avena sativa L). A caracterização biológica e molecular da interação aveia - D. avenae pode contribuir para o manejo e a determinação de estratégias de controle da doença. Para a caracterização biológica, foram avaliadas trinta cultivares de aveia quanto à percentagem de área foliar com sintomas da doença e o tipo de lesão, inicialmente sob condições de inoculação artificial com três isolados do fungo e, após, no campo, sob condições naturais de infecção. Os resultados demonstraram haver interações significativas entre os genótipos da planta e isolados do patógeno. Classificaram-se como mais resistentes ao fungo OR 4, UFRGS 7, UFRGS 14, UFRGS 18 e UPF 19. Para a caracterização molecular da interação, cinco genótipos (CTC 5, ORLA 975, preta-comum, UFRGS 18 e UPF 17), não inoculados e inoculados com dois isolados do fungo, foram investigados para a análise de expressão diferencial de genes após 12, 24 e 72 horas após a inoculação. A partir do RNA total extraído das plantas submetidas aos tratamentos, realizaram-se a síntese de cDNA (RT-PCR), o isolamento de cDNAs expressados diferencialmente e a produção de sondas para a verificação de mRNAs induzidos, os quais foram hibridizados por meio de “Southern blot” e “Reverse Northern”. Foram observadas diferenças na expressão de genes, em nível de mRNA, entre plantas sadias e infectadas, tendo-se obtido sete fragmentos de cDNAs relacionados à interação com D. avenae, os quais foram comparados quanto a sua similaridade com seqüências depositadas no banco de dados do Genbank. Pela análise de “Reverse Northern”, pôde-se identificar um cDNA denominado E3-IFCO, relacionado com a resposta de defesa da planta.

A ferrugem da folha, causada por Puccinia coronata Corda. f. sp. avenae Eriksson, é a moléstia mais danosa para a cultura da aveia (Avena sativa L.). O uso de cultivares resistentes tem sido limitado devido à extrema diversidade genética presente nas populações de P. coronata. Geralmente a superação dos genes de resistência acaba ocorrendo em um curto intervalo de tempo. Desta forma a busca por uma resistência eficiente e durável é o objetivo dos programas de melhoramento deste cereal. Com o objetivo de compreender alguns aspectos da resistência genética a Puccinia coronata em aveia, este trabalho abordou dois aspectos distintos. No ano de 2005, o experimento avaliou o comportamento da resistência quantitativa em uma população F6:11 resultante do cruzamento entre as cultivares UFRGS910906 e UFRGS7. Este ano caracterizou-se por ser extremamente favorável à doença, sendo que a maioria das linhagens apresentou uma ASCPD maior que o genitor suscetível. Uma análise avaliando os valores de ASCPD do período de 1998 a 2005 demonstrou que este tipo de resistência é altamente influenciado pelo ambiente, portanto em condições muito favoráveis ao fungo não é indicado selecionar genótipos com resistência parcial. Em 2006, as análises realizadas focaram na resistência do tipo qualitativa, buscando a identificação de marcadores do tipo AFLP para o gene de resistência Pc68, e ampliação do mapa genético da população de linhagens recombinantes em F6 oriundas do cruzamento entre os genótipos Pc68/5*Starter e UFRGS8, contrastantes quanto à presença deste gene. Um total de 78 marcadores polimórficos que segregaram na taxa esperada, formaram um mapa composto por 12 grupos de ligação, totalizando 409,4 cM do genoma de Avena sativa. Quanto às análises de ligação entre o gene Pc68 e os marcadores AFLP, foram detectados dois marcadores em repulsão: U8PM22 e U8PM25, os quais encontram-se flanqueando o gene a uma distância de 18,60 e 18,83 cM respectivamente. / Crown rust, caused by Puccinia coronata Corda. f. sp. avenae Eriksson, is the most damaging disease of cultivated oat (Avena sativa L.). Use of resistant genotypes is limited by P. coronata extremely high genetic diversity. In general, the pathogen races overcome single resistance genes in a short period of time. Oat breeding programs are continuously in searching for an efficient and durable host resistance. This work involved two distinct studies on oat crown rust resistance. In the first study quantitative resistance was evaluated in a F6:11 inbred line population derived from the cross UFRGS910906 X UFRGS7. Expression of host resistance was very dependent of environmental conditions as demonstrated by the comparison among AUDPC values from 1998 to 2005. The environment in 2005 was very favorable for disease development, and a large number of lines showed an AUDPC higher than the susceptible genitor one’s. Under conditions that favor disease, genetic selection for partial host resistance is not recommended. The second study was related to qualitative host resistance aiming to identify AFLP markers linked to the resistance gene Pc68, and amplify the F6 genetic map from Pc68/5*Starter X UFRGS8. Seventy-eight markers with normal segregation were discovered and distributed in 12 linkage groups. The map covered 409.4 cM of the Avena sativa genome. Two AFLP markers were linked in repulsion to Pc68: U8PM22 and U8PM25, which are flanking the gene at 18.60 and 18.83 cM respectively.

A ferrugem da folha, causada por Puccinia coronata Corda. f. sp. avenae Eriksson, é a moléstia mais danosa para a cultura da aveia (Avena sativa L.). O uso de cultivares resistentes tem sido limitado devido à extrema diversidade genética presente nas populações de P. coronata. Geralmente a superação dos genes de resistência acaba ocorrendo em um curto intervalo de tempo. Desta forma a busca por uma resistência eficiente e durável é o objetivo dos programas de melhoramento deste cereal. Com o objetivo de compreender alguns aspectos da resistência genética a Puccinia coronata em aveia, este trabalho abordou dois aspectos distintos. No ano de 2005, o experimento avaliou o comportamento da resistência quantitativa em uma população F6:11 resultante do cruzamento entre as cultivares UFRGS910906 e UFRGS7. Este ano caracterizou-se por ser extremamente favorável à doença, sendo que a maioria das linhagens apresentou uma ASCPD maior que o genitor suscetível. Uma análise avaliando os valores de ASCPD do período de 1998 a 2005 demonstrou que este tipo de resistência é altamente influenciado pelo ambiente, portanto em condições muito favoráveis ao fungo não é indicado selecionar genótipos com resistência parcial. Em 2006, as análises realizadas focaram na resistência do tipo qualitativa, buscando a identificação de marcadores do tipo AFLP para o gene de resistência Pc68, e ampliação do mapa genético da população de linhagens recombinantes em F6 oriundas do cruzamento entre os genótipos Pc68/5*Starter e UFRGS8, contrastantes quanto à presença deste gene. Um total de 78 marcadores polimórficos que segregaram na taxa esperada, formaram um mapa composto por 12 grupos de ligação, totalizando 409,4 cM do genoma de Avena sativa. Quanto às análises de ligação entre o gene Pc68 e os marcadores AFLP, foram detectados dois marcadores em repulsão: U8PM22 e U8PM25, os quais encontram-se flanqueando o gene a uma distância de 18,60 e 18,83 cM respectivamente. / Crown rust, caused by Puccinia coronata Corda. f. sp. avenae Eriksson, is the most damaging disease of cultivated oat (Avena sativa L.). Use of resistant genotypes is limited by P. coronata extremely high genetic diversity. In general, the pathogen races overcome single resistance genes in a short period of time. Oat breeding programs are continuously in searching for an efficient and durable host resistance. This work involved two distinct studies on oat crown rust resistance. In the first study quantitative resistance was evaluated in a F6:11 inbred line population derived from the cross UFRGS910906 X UFRGS7. Expression of host resistance was very dependent of environmental conditions as demonstrated by the comparison among AUDPC values from 1998 to 2005. The environment in 2005 was very favorable for disease development, and a large number of lines showed an AUDPC higher than the susceptible genitor one’s. Under conditions that favor disease, genetic selection for partial host resistance is not recommended. The second study was related to qualitative host resistance aiming to identify AFLP markers linked to the resistance gene Pc68, and amplify the F6 genetic map from Pc68/5*Starter X UFRGS8. Seventy-eight markers with normal segregation were discovered and distributed in 12 linkage groups. The map covered 409.4 cM of the Avena sativa genome. Two AFLP markers were linked in repulsion to Pc68: U8PM22 and U8PM25, which are flanking the gene at 18.60 and 18.83 cM respectively.

A ferrugem da folha, causada por Puccinia coronata Corda. f. sp. avenae Eriksson, é a moléstia mais danosa para a cultura da aveia (Avena sativa L.). O uso de cultivares resistentes tem sido limitado devido à extrema diversidade genética presente nas populações de P. coronata. Geralmente a superação dos genes de resistência acaba ocorrendo em um curto intervalo de tempo. Desta forma a busca por uma resistência eficiente e durável é o objetivo dos programas de melhoramento deste cereal. Com o objetivo de compreender alguns aspectos da resistência genética a Puccinia coronata em aveia, este trabalho abordou dois aspectos distintos. No ano de 2005, o experimento avaliou o comportamento da resistência quantitativa em uma população F6:11 resultante do cruzamento entre as cultivares UFRGS910906 e UFRGS7. Este ano caracterizou-se por ser extremamente favorável à doença, sendo que a maioria das linhagens apresentou uma ASCPD maior que o genitor suscetível. Uma análise avaliando os valores de ASCPD do período de 1998 a 2005 demonstrou que este tipo de resistência é altamente influenciado pelo ambiente, portanto em condições muito favoráveis ao fungo não é indicado selecionar genótipos com resistência parcial. Em 2006, as análises realizadas focaram na resistência do tipo qualitativa, buscando a identificação de marcadores do tipo AFLP para o gene de resistência Pc68, e ampliação do mapa genético da população de linhagens recombinantes em F6 oriundas do cruzamento entre os genótipos Pc68/5*Starter e UFRGS8, contrastantes quanto à presença deste gene. Um total de 78 marcadores polimórficos que segregaram na taxa esperada, formaram um mapa composto por 12 grupos de ligação, totalizando 409,4 cM do genoma de Avena sativa. Quanto às análises de ligação entre o gene Pc68 e os marcadores AFLP, foram detectados dois marcadores em repulsão: U8PM22 e U8PM25, os quais encontram-se flanqueando o gene a uma distância de 18,60 e 18,83 cM respectivamente. / Crown rust, caused by Puccinia coronata Corda. f. sp. avenae Eriksson, is the most damaging disease of cultivated oat (Avena sativa L.). Use of resistant genotypes is limited by P. coronata extremely high genetic diversity. In general, the pathogen races overcome single resistance genes in a short period of time. Oat breeding programs are continuously in searching for an efficient and durable host resistance. This work involved two distinct studies on oat crown rust resistance. In the first study quantitative resistance was evaluated in a F6:11 inbred line population derived from the cross UFRGS910906 X UFRGS7. Expression of host resistance was very dependent of environmental conditions as demonstrated by the comparison among AUDPC values from 1998 to 2005. The environment in 2005 was very favorable for disease development, and a large number of lines showed an AUDPC higher than the susceptible genitor one’s. Under conditions that favor disease, genetic selection for partial host resistance is not recommended. The second study was related to qualitative host resistance aiming to identify AFLP markers linked to the resistance gene Pc68, and amplify the F6 genetic map from Pc68/5*Starter X UFRGS8. Seventy-eight markers with normal segregation were discovered and distributed in 12 linkage groups. The map covered 409.4 cM of the Avena sativa genome. Two AFLP markers were linked in repulsion to Pc68: U8PM22 and U8PM25, which are flanking the gene at 18.60 and 18.83 cM respectively.

Plantas de batata (Solanum tuberosum L.) com sintomas de murcha bacteriana (MB) foram coletadas em 25 lavouras de 10 municípios de quatro regiões produtoras do Rio Grande do Sul (RS), de setembro a dezembro de 1999. Quatrocentos e noventa isolados de Ralstonia solanacearum foram obtidos e 96 e 4% identificados como biovares 1 e 2, respectivamente. A análise dos resultados da PCR-ERIC e BOX de 13 estirpes da biovar 1 e 72 da biovar 2 demonstrou baixa variabilidade genética. Através de RAPD foi possível associar local de origem do isolado com perfil eletroforético. Em outro experimento avaliou-se o comportamento de 14 cultivares e clones de batata cultivados nos períodos das safras de primavera de 1999 e 2000, em uma área naturalmente infestada com a biovar 2, em Caxias do Sul, RS. O número de plantas com sintomas foi registrado semanalmente. Os tubérculos produzidos por plantas assintomáticas foram coletados e submetidos a testes para detectar a presença de R. solanacearum. A área sob a curva de progresso da doença foi utilizada para comparar a resistência dos genótipos de batata à MB e o modelo logístico foi o que melhor se ajustou. A cultivar cruza 148 e o clone MB 03 mostraram-se como os mais resistentes, apresentando, no entanto, tubérculos com infecções latentes. As implicações da incidência de R. solanacearum em lavouras de batata e de sua variabilidade genética, assim como da resistência dos genótipos acompanhada de infecções latentes, no manejo integrado da MB no RS foram discutidas.

A brusone, causada pelo fungo Magnaporthe grisea (Hebert) Barr, é uma das mais importantes doenças da cultura do arroz. A resistência genética é a forma mais efetiva para o controle da doença. Os objetivos do presente trabalho foram: identificar genes envolvidos na resposta de resistência à infecção de M. grisea em arroz através das técnicas de expressão diferencial; obter e caracterizar uma biblioteca de cDNAs utilizando como modelo linhas quase-isogênicas de arroz (NILs = Near Isogenic Lines), contendo os genes de resistência Pi-1 e Pi-2; e avaliar e comparar a expressão diferencial de mRNAs, através dos cDNAs isolados em uma série de cultivares com resposta distinta à infecção de M. grisea. Foram identificados dois isolados com virulência diferencial para as NILs e um isolado para os cultivares. Os cDNAs relacionados à resistência do arroz à M. grisea foram identificados a partir de mRNAs isolados das NILs. Foram obtidos 30 fragmentos de cDNAs e 232 clones de cDNAs pelas técnicas de cDNA-AFLP e SSH, respectivamente. A análise das seqüências permitiu identificar genes envolvidos nos processos de metabolismo, transporte de íon inorgânico; transdução de sinais; fatores de transcrição; metabolismo de coenzima; conversão e produção de energia; metabolismo e transporte de carboidrato e biossíntese de proteína. Noventa clones isolados através da técnica de SSH foram selecionados e a expressão diferencial foi avaliada via hibridização em macroarranjos de cDNAs. A ausência de conservação entre os mRNAs diferencialmente expressos nas interações analisadas e a diversidade dos grupos de genes reflete a complexidade das respostas. A análise funcional in vivo desses genes poderá contribuir para utilização dos mesmos na obtenção de uma resistência de espectro amplo à brusone do arroz.

O aumento do potencial produtivo da cultura de arroz via melhoramento genético está principalmente relacionado ao rendimento, a qualidade de grãos e a obtenção de plantas resistentes a doenças e pragas. Neste caso, deve ser explorada a variabilidade genética natural ou induzida através de agentes mutagênicos físicos, químicos ou biológicos. A vantagem do uso de mutagênicos biológicos, como os transposons e os retrotransposons, é que ao serem inseridos podem interrompem um gene causando uma mutação. Esta retrotransposição deixa uma marca que possibilita a identificação molecular do local de inserção. No presente trabalho, foi utilizada a estratégia de mutagênese insercional através de eventos de transposição do retrotransposon Tos17, induzido por cultura in vitro. A análise de diferentes genótipos de arroz é muito importante para avaliar se a transposição ocorre de forma similar em genótipos distintos. Foram avaliados calos embriogênicos de cultivares que têm um histórico de variabilidade genética em homozigose, linhagens obtidas através de cruzamentos com espécies silvestres e ecótipos de arroz vermelho, submetidos a 6 meses de cultura in vitro. O método escolhido para avaliar o número de cópias de Tos17 em calos embriogênicos foi a quantificação relativa por PCR em tempo real. A identificação dos genes mutados pela inserção do retrotransposon foi feita através do isolamento e amplificação das seqüências que flanqueiam os insertos de Tos17. O resultado deste experimento indica um aumento no número de cópias de Tos17 em 8 dos 21 genótipos avaliados. O seqüenciamento dos fragmentos de DNA que flanqueiam os insertos do retrotransposon Tos17, indicaram alta similaridade com seqüências genômicas não codificantes de arroz. / The increase of the rice crop potential through genetic improvement is related mainly to the yield, grain quality, and plant disease and insect resistance. In this case, natural genetic variability should be exploited or induced through physical, chemical, or biological mutagens. The advantage of using biological mutagens, like transposons and retrotransposons, is that their insertion interrupts a gene causing a mutation. This retrotransposition provides a tag that enables the molecular identification of the insertion site. In the present work, it was used the strategy of insertional mutations through events of transposition of the retrotransposon Tos17. The analysis of different genotypes of rice is very important to evaluate whether the transposition occurs in a similar fashion among them. Cultivars that have a history of genetic variability in homozygosity, breeding lines derived from crossings with wild species, and ecotypes of red rice were evaluated. Embriogenic callus of all those genotypes were submitted to 6 months of tissue culture. The method chosen to evaluate the number of copies of Tos17 from embryogenic callus was the relative quantification by real time PCR. The identification of the mutated genes by the insertion of retrotransposon was performed by the isolation and amplification of flanking sequences of Tos17 insertions The results of this experiment indicate an increase in the number of copies of Tos17 in 8 out of 21 genotypes. Sequencing DNA fragments flanking the retrotransposon Tos17 insertions indicates high similarity with genomic no coding sequences of rice.

A ferrugem do colmo é uma das principais doenças de aveia e ocorre em todos os países produtores do grão. A resistência genética a essa doença tem sido amplamente utilizada como forma de controle. Entretanto, o surgimento recente de novas raças virulentas do patógeno ameaça a produção de aveia no Brasil e nas demais regiões produtoras. Este trabalho teve como objetivo estudar a herança da resistência à ferrugem do colmo em genótipos brasileiros de aveia. O trabalho foi conduzido em 2009 e 2010, em Eldorado do Sul-RS, sendo utilizadas cinco populações segregantes para a resistência à ferrugem do colmo. Os genótipos genitores pertencem ao Programa de Melhoramento de Aveia da UFRGS, sendo que o genitor resistente, linhagem UFRGS 995088-3, representa uma das poucas fontes de resistência à ferrugem do colmo disponíveis no mundo. Em 2009 foram avaliadas cinco populações da geração F2 e, no ano seguinte, duas populações foram avançadas para a geração F2:3. Os resultados mostraram que a doença não se desenvolve na linhagem UFRGS 995088-3 até praticamente todo o ciclo da planta, sendo detectada apenas nas últimas semanas de avaliação, quando temperaturas mais elevadas são encontradas. Os resultados de 2009 permitiram formular um modelo genético cuja adequação foi confirmada no ano seguinte. Este modelo genético é constituído por um gene recessivo, podendo apresentar ação complementar de outros dois genes, um ativo na forma recessiva e outro na forma dominante. Estes genes complementares comportaram-se como genes inibidores da resistência, diminuindo o número de indivíduos resistentes em populações segregantes. As estimativas da herdabilidade no sentido restrito foram elevadas, variando entre 0,71 e valores próximos a um, dependendo do método e da população utilizada. Essas estimativas permitem afirmar que a seleção para a resistência à ferrugem do colmo pode ser realizada em gerações precoces, entretanto, devem ser também realizada em gerações avançadas devido à ação de genes inibidores da resistência. / Stem rust is a major disease on oats, occurring in all oat producing countries. Genetic resistance to this disease is widely used as a control measure. However, new virulent races of the pathogen threaten the oat production in Brazil as well as in the other regions. This work aimed to study the inheritance of stem rust resistance in Brazilian oat genotypes. The work was carried out in 2009 and 2010, in Eldorado do Sul-RS, and five populations segregating for stem rust resistance were used. The genitors belong to the UFRGS Oat Breeding Program and the resistant parent, line UFRGS 995088-3, is one of the few sources of resistance to stem rust available in the world. In 2009 five F2 populations were evaluated and two populations were advanced to the F2:3 generation in the next year. The results show the disease do not develop on the line UFRGS 995088-3 almost throughout the life cycle of the plants, being only detected in the last weeks of evaluation, when temperatures are higher. Based on the 2009 results, a genetic model was formulated and its suitability was confirmed in the next year. This genetic model consists of one recessive gene, which expression depends on the complementary gene action of two other genes, one recessive and another dominant. These complementary genes behave as resistant inhibition genes, decreasing the number of resistant individuals in segregating populations. The narrow sense heritability estimates were high, varying between 0.71 and values close to one, depending of the method and population used. These estimates indicate that selection for stem rust resistance may be performed on early segregating generations, however, also needs to be performed further on due to the presence of resistant inhibition genes.