Made available in DSpace on 2016-12-08T16:44:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGPV12MA110.pdf: 2591449 bytes, checksum: 27cb6be3c7bf6e17938244344c337801 (MD5) Previous issue date: 2012-10-04 / The white oat (Avena sativa) is one of the main alternatives to the crop during the winter. Currently, the breeding programs aim at developing genotypes with high grain yield and industrial quality from whole crop production environment. The aim of this study was to evaluate the agronomic performance, grain industrial quality and seed quality of white oat produced at Santa Catarina state plateau, with and without fungicide application on plant canopy. This work also aimed to evaluate the efficiency of the electrical conductivity at different soaking times for grouping of oat seed lots on basis in its vigor. The agronomic performance was evaluated from 2010 and 2011 growing seasons with 25 cultivars. The sowing date was July of each year. Were evaluated plant height, lodging, thousand grain weight, grain yield, hectoliter weight, hulless index and grain diameter. For physiological and sanitary quality of seeds were used 25 cultivars obtained from 2010 growing season. The evaluations of seed included standard germination and a several vigor tests (first count, sand emergence, germination speed index, seedling length, electrical conductivity, accelerated aging and potassium leakage). The experiment to standardize seed vigor by the electrical conductivity was conducted with seed obtained from 2010 crop year, with the cultivar URS Guria. After harvest, the seeds were splited into 8 lots, 4 from plants treated with fungicide (CF) and 4 without fungicide application (SF) on plant canopy. The results showed that in 2010 growing season, the cultivars considered highest on basis at agronomic traits combined industrial quality were Barbarasul, Brisasul, Tarimba, IAC 7 and UPFA 22 Temprana. In the 2011 season, the URS Corona, URS Estampa, URS Guará, URS Penca and Louise were higher on agronomic traits. The Albasul, Brisasul, UPF 16 and IAC 7 were among the better on vigor tests. The fungi Drechslera avenae, Alternaria sp., Fusarium graminearum, Epiccocum sp., had negative influences on seed physiological quality of some white oat. The electrical conductivity test is effective to grouping seed lots of oats by physiological quality and, one hour of soaking is possible to differentiate these seed lots. The fungicide applied on plant canopy improves the most important parameters agronomic and industrial, like as hectoliter weight, grain diameter, thousand grain weight, grain hulless index, and has a positive relationship with higher seeds vigor and decrease incidence of Drechslera avenae in oat seeds / A cultura de aveia branca (Avena sativa L.) é uma das principais alternativas para o cultivo durante o inverno. Atualmente, os programas de melhoramento objetivam o desenvolvimento de genótipos com alto potencial produtivo e excelente qualidade industrial em diferentes ambientes. O objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho agronômico, qualidade industrial de grãos e qualidade de sementes de aveia branca produzidas no planalto catarinense, com e sem aplicação de fungicida na parte aérea da planta. Também objetivou-se avaliar a eficiência do teste de condutividade elétrica, em diferentes períodos de embebição na estratificação de lotes de sementes de aveia branca. O desempenho agronômico e qualidade industrial de grãos foram avaliados nas safras 2010 e 2011 com 25 cultivares, semeadas no mês de julho de cada ano, sendo que na safra 2010 as plantas foram tratadas com e sem aplicação de fungicida (Tebuconazole), visando o controle de ferrugem. Avaliaram-se estatura de planta, percentagem de acamamento, massa de mil grãos, rendimento de grãos, peso do hectolitro, índice de descasque e espessura de grãos. Para a qualidade fisiológica e sanitária de sementes utilizaram-se 25 cultivares, produzidas na safra 2010. Avaliaram-se germinação, vigor (primeira contagem, emergência em areia, índice de velocidade de emergência, comprimento de plântula, condutividade elétrica, envelhecimento acelerado e lixiviação de potássio) e patologia de sementes. O experimento para avaliação de sementes através da condutividade elétrica foi realizado na safra 2010, com a cultivar URS Guria. Após colhidas, as sementes foram subdivididas em oito lotes, sendo quatro provenientes de plantas pulverizadas com fungicida (CF) e quatro sem aplicação de fungicida (SF) na parte aérea da planta de aveia branca. Em 2010, as cultivares consideradas superiores nos caracteres agronômicos e industriais (peso do hectolitro, grãos maiores que 2 mm, massa de mil grãos e índice de descasque) foram Barbarasul, Brisasul, Tarimba, IAC 7 e UPFA 22 Temprana. Já na safra 2011 foram URS Corona, URS Estampa, URS Guará, URS Penca e Louise. As cultivares Albasul e Brisasul, UPF 16 e IAC 7 estiveram entre as cultivares com melhor desempenho na germinação e qualidade fisiológica. A presença de Drechslera avenae, Alternaria sp. Fusarium graminearum., Epiccocum sp influencia negativamente na germinação e potencial fisiológico de sementes de algumas cultivares de aveia branca. O teste de condutividade elétrica foi eficiente na diferenciação de lotes de sementes de aveia branca, sendo que com 1 h de embebição possibilitou diferenciar lotes quanto à qualidade fisiológica de sementes de aveia branca. A aplicação de fungicida melhora a massa de mil grãos, peso hectolitro e índice de descasque, além de produzir sementes com maior qualidade fisiológica e diminuir a incidência de Drechslera avenae em sementes de aveia branca

A aveia (Avena sativa L.) é um cereal de importância mundial utilizada para a produção de grãos e forragem. A ferrugem do colmo da aveia, causada por Puccinia graminis f. sp. avenae (Pga), é uma das mais devastadoras doenças da aveia em todo o mundo. Para melhor entender as epidemias de ferrugem do colmo no Sul do Brasil, foram realizados levantamentos da virulência do patógeno durante dois anos em um programa de melhoramento de aveia. As epidemias foram caracterizadas por uma mistura de raças similares e de amplo espectro de virulência. A raça de maior virulência (TST) foi identificada em 2014, para a qual apenas o gene Pg-10 foi parcialmente efetivo. Marcadores moleculares para estudos de genética de populações para Pga são escassos. Utilizando a sequência genômica de um isolado de Pga, 19 marcadores de sequências simples repetidas (SSR) foram desenvolvidos. Estes marcadores foram utilizados para avaliar a diversidade genética de 66 isolados de Pga da Austrália, Brasil e Suécia. Os isolados do Brasil e da Austrália foram caracterizados por uma e duas linhagens clonais predominantes, respectivamente. Por outro lado, os isolados da Suécia foram caracterizados por uma população recombinante e alta diversidade genética (nove genótipos distintos entre dez isolados). No hospedeiro, um limitado número de genes de resistência à ferrugem do colmo está disponível para o melhoramento da aveia. Para identificar novos genes de resistência, 61 genótipos brasileiros do Programa Internacional de Aveia da Quaker foram avaliados para a resposta de plântula e de planta adulta à ferrugem do colmo na Austrália. Nos testes de plântula, o patótipo de maior virulência da Austrália conferiu tipo de infecção susceptível à todas as linhagens diferenciais e genótipos testados, sendo utilizado para investigar a presença de resistência de planta adulta (RPA). Em um ensaio de campo, os genótipos UFRGS 087105-1 e UFRGS 087129-1 foram resistentes a moderadamente resistentes e representam uma promissora fonte de RPA para a ferrugem do colmo na Austrália. No Brasil, o genótipo UFRGS 995088-3 é uma importante fonte de resistência à ferrugem do colmo. Este estudo reporta a análise genética e o mapeamento molecular da resistência em UFRGS 995088-3. A análise genética foi realizada em duas populações de linhagens endogâmicas recombinantes (LERs) F5:7. A razão de segregação para a resistência está em conformidade com a presença de um e três genes independentes. Um arranjo de 6000 SNPs da aveia foi utilizado para genotipar uma população de 85 LERs. Os dados moleculares fornecem evidências de um único gene para a resistência com distorção de segregação. Este gene foi mapeado em um intervalo de 0,7 cM entre dois marcadores que explicam 95 % da resistência. Estes marcadores poderão servir de base para estudos futuros de validação em outras populações. / Oat (Avena sativa L.) is a major cereal crop of global importance used for grain and forage production. Oat stem rust, caused by Puccinia graminis f. sp. avenae (Pga), is one of the most severe diseases of oats worldwide. To better understand the epidemics of stem rust in South Brazil, virulence surveys were carried out during two epidemic years in an oat breeding program. The epidemics were characterized by a mixture of similar and highly virulent races. The most virulent race (TST) was identified in 2014, for which only Pg-10 was partially effective. Molecular markers suitable for population genetics of Pga are scarce. Using the genomic sequence of a Pga isolate, 19 simple sequence repeat (SSR) markers were developed. These markers were used to assess the genetic diversity of 66 Pga isolates from Australia, Brazil and Sweden. Brazilian and Australian isolates were characterized by one and two predominant clonal lineages, respectively. In contrast, the Swedish isolates were characterized by a highly diverse recombinant population (nine distinct genotypes out of ten isolates). In the host, a limited number of resistance genes to stem rust are available for oat breeding. In order to identify novel resistance sources, 61 Brazilian genotypes from Quaker International Oat Nursery were assessed for seedling and adult plant response to stem rust in Australia. In the seedling tests, the most virulent pathotype of Australia conferred susceptible infection type to all differential set and genotypes tested, and thus it was used to investigate the presence of adult plant resistance (APR). In a field trial, the genotypes UFRGS 087105-1 and UFRGS 087129-1 were resistant to moderately resistant and represent a promising source of effective APR to oat stem rust in Australia. In Brazil, the genotype UFRGS 995088-3 is a useful stem rust resistance source. This study reports the genetic analysis and the molecular mapping of the resistance in UFRGS 995088-3. The genetic analysis was performed using two recombinant inbred line (RIL) populations F5:7. The segregation ratio of RIL populations for the resistance conformed to the presence of one and three independent genes. A 6 K oat single nucleotide polymorphism (SNP) array was used to genotype one population comprising 85 RILs. The molecular marker data provided evidence of a single-gene for the resistance with distorted segregation. This gene was mapped in a 0.7 cM interval between two markers that explained 95 % of the resistance. These markers can be used as a basis for further validation studies using other populations.

Submitted by PATRÍCIA MEIRIELE MARINI (patriciammarini@hotmail.com) on 2018-06-29T15:59:28Z No. of bitstreams: 1 Tese final corrigida - PATRICIA MARINI.pdf: 1142550 bytes, checksum: 8e23ed997e8946466b46bae255b83ff0 (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Lucia Martins Frederico null (mlucia@fca.unesp.br) on 2018-06-29T16:26:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 marini_pm_dr_botfca.pdf: 1108735 bytes, checksum: 23be36414c43cb43b2759ee94836f5a3 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-29T16:26:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 marini_pm_dr_botfca.pdf: 1108735 bytes, checksum: 23be36414c43cb43b2759ee94836f5a3 (MD5) Previous issue date: 2018-05-02 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Meloidogyne incognita é considerado um dos nematoides de maior importância econômica em termos mundiais. Para seu adequado manejo, uma das estratégias mais eficientes é o uso de cultivares resistentes. Portanto, estratégias para otimizar os programas de melhoramento genético são necessárias. A análise de expressão gênica tem ampliado a compreensão dos mecanismos de interação planta-nematoide e acelerado o desenvolvimento de genótipos resistentes. A cultivar de aveia branca IPR Afrodite, resistente a M. incognita, e cultivares suscetíveis foram avaliadas em relação à sua tolerância a este nematoide, além de ter sido estudado o comportamentode genes candidatos que regulam sua resistência, desafiados com densidades populacionais iniciais crescentes de M. incognita, durante o seu estabelecimento e manutenção do parasitismo. Para a avaliação da tolerância, plantas cultivadas em vasos de 3.600 cm3 foram inoculadas com 0,0625 (187,5); 0,125 (375); 0,25 (750); 0,5 (1500); 1 (3000); 2 (6000); 4 (12000); 8 (24000); 16 (48000) e 32 (96000) exemplares por cm3 de solo e avaliadas aos 67 dias após a inoculação (DAI), através da mensuração do desenvolvimento das plantas, além da multiplicação do nematoide. Os resultados mostraram que, em densidades menores, IPR Afrodite apresentou fator de reprodução próximo a 1,0, sugerindo menor expressão da resistência. Em função desses resultados, experimento semelhante foi conduzido para análise da expressão gênica dessa cultivar ao nematoide, com avaliações aos 0 (imediatamente antes da inoculação), 2 e 9 DAI. A partir de reações de RT-qPCR, verificou-se que dois genes (Lrk 14 e LOX) apresentaram regulação em resposta ao nematoide e padrões de regulação diferenciados entre as cultivares. IPR Afrodite apresentou estratégias moleculares contrastantes às observadas em URS Torena, sugerindo-se que há regulação tardia e negativa em URS Torena, enquanto que, em IPR Afrodite, Lrk14 atuou como amplificador de respostas de defesa inicial, prolongando o sinal de ameaça após a detecção inicial do patógeno. O gene que codifica LOX foi desencadeado, como resposta induzida por efetores, o que geralmente resulta em reação de hipersensibilidade, como já observado em trabalhos anteriores envolvendo tal interação. / Meloidogyne incognita is considered one of the main economic important nematodes worldwide. For its management, the use of resistant cultivars is amongst the more efficient strategy. Therefore, strategies to optimize the genetic breeding programs are necessary. The gene expression analysis has amplified the comprehension about the mechanisms involved in the plant-nematode interaction and accelerated the development of resistant genotypes. The oat cultivar IPR Afrodite, resistant to M. incognita, and cultivars suscetibles was evaluated in relation to its tolerance to this nematode and, besides, the behavior of candidate genes regulating the resistance reaction was studied, challenged with crescent initial population densities of M. incognita, during its establishment and parasitism maintenance. To tolerance evaluation, plants cropped in 3,600 cm3-pots were inoculated with 0,0625 (187,5); 0,125 (375); 0,25 (750); 0,5 (1500); 1 (3000); 2 (6000); 4 (12000); 8 (24000); 16 (48000) e 32 (96000) exemplars.cm-3 of soil and evaluated at 67 days after inoculation (DAI), through the mensuration of the plant development and nematode multiplication. Results showed that, in lower densities, IPR Afrodite showed reproduction factor values closed to 1.0, suggesting a lower resistance expression. In face of these results, a similar experiment was conducted to gene expression analysis of this cultivar to nematode, with evaluations at 0 (immediately before inoculation), 2 and 9 DAI. From RT-qPCR reactions, we could verify that two genes (Lrk and LOX) were regulated in response to nematode and that different regulatory patterns were observed between cultivars. IPR Afrodite showed molecular strategies contrasting to those observed in URS Torena, suggesting a late and negative regulation in URS Torena, while to IPR Afrodite, Lrk14 acted as an amplifier of initial defense responses, prolonging the threat signal after the initial detection of the pathogen. The gene that codifies to LOX was unleashed, as a response induced by effectors, which usually results in a hypersensitive reaction, as observed previously.

A aveia (Avena sativa L.) é um cereal de importância mundial utilizada para a produção de grãos e forragem. A ferrugem do colmo da aveia, causada por Puccinia graminis f. sp. avenae (Pga), é uma das mais devastadoras doenças da aveia em todo o mundo. Para melhor entender as epidemias de ferrugem do colmo no Sul do Brasil, foram realizados levantamentos da virulência do patógeno durante dois anos em um programa de melhoramento de aveia. As epidemias foram caracterizadas por uma mistura de raças similares e de amplo espectro de virulência. A raça de maior virulência (TST) foi identificada em 2014, para a qual apenas o gene Pg-10 foi parcialmente efetivo. Marcadores moleculares para estudos de genética de populações para Pga são escassos. Utilizando a sequência genômica de um isolado de Pga, 19 marcadores de sequências simples repetidas (SSR) foram desenvolvidos. Estes marcadores foram utilizados para avaliar a diversidade genética de 66 isolados de Pga da Austrália, Brasil e Suécia. Os isolados do Brasil e da Austrália foram caracterizados por uma e duas linhagens clonais predominantes, respectivamente. Por outro lado, os isolados da Suécia foram caracterizados por uma população recombinante e alta diversidade genética (nove genótipos distintos entre dez isolados). No hospedeiro, um limitado número de genes de resistência à ferrugem do colmo está disponível para o melhoramento da aveia. Para identificar novos genes de resistência, 61 genótipos brasileiros do Programa Internacional de Aveia da Quaker foram avaliados para a resposta de plântula e de planta adulta à ferrugem do colmo na Austrália. Nos testes de plântula, o patótipo de maior virulência da Austrália conferiu tipo de infecção susceptível à todas as linhagens diferenciais e genótipos testados, sendo utilizado para investigar a presença de resistência de planta adulta (RPA). Em um ensaio de campo, os genótipos UFRGS 087105-1 e UFRGS 087129-1 foram resistentes a moderadamente resistentes e representam uma promissora fonte de RPA para a ferrugem do colmo na Austrália. No Brasil, o genótipo UFRGS 995088-3 é uma importante fonte de resistência à ferrugem do colmo. Este estudo reporta a análise genética e o mapeamento molecular da resistência em UFRGS 995088-3. A análise genética foi realizada em duas populações de linhagens endogâmicas recombinantes (LERs) F5:7. A razão de segregação para a resistência está em conformidade com a presença de um e três genes independentes. Um arranjo de 6000 SNPs da aveia foi utilizado para genotipar uma população de 85 LERs. Os dados moleculares fornecem evidências de um único gene para a resistência com distorção de segregação. Este gene foi mapeado em um intervalo de 0,7 cM entre dois marcadores que explicam 95 % da resistência. Estes marcadores poderão servir de base para estudos futuros de validação em outras populações. / Oat (Avena sativa L.) is a major cereal crop of global importance used for grain and forage production. Oat stem rust, caused by Puccinia graminis f. sp. avenae (Pga), is one of the most severe diseases of oats worldwide. To better understand the epidemics of stem rust in South Brazil, virulence surveys were carried out during two epidemic years in an oat breeding program. The epidemics were characterized by a mixture of similar and highly virulent races. The most virulent race (TST) was identified in 2014, for which only Pg-10 was partially effective. Molecular markers suitable for population genetics of Pga are scarce. Using the genomic sequence of a Pga isolate, 19 simple sequence repeat (SSR) markers were developed. These markers were used to assess the genetic diversity of 66 Pga isolates from Australia, Brazil and Sweden. Brazilian and Australian isolates were characterized by one and two predominant clonal lineages, respectively. In contrast, the Swedish isolates were characterized by a highly diverse recombinant population (nine distinct genotypes out of ten isolates). In the host, a limited number of resistance genes to stem rust are available for oat breeding. In order to identify novel resistance sources, 61 Brazilian genotypes from Quaker International Oat Nursery were assessed for seedling and adult plant response to stem rust in Australia. In the seedling tests, the most virulent pathotype of Australia conferred susceptible infection type to all differential set and genotypes tested, and thus it was used to investigate the presence of adult plant resistance (APR). In a field trial, the genotypes UFRGS 087105-1 and UFRGS 087129-1 were resistant to moderately resistant and represent a promising source of effective APR to oat stem rust in Australia. In Brazil, the genotype UFRGS 995088-3 is a useful stem rust resistance source. This study reports the genetic analysis and the molecular mapping of the resistance in UFRGS 995088-3. The genetic analysis was performed using two recombinant inbred line (RIL) populations F5:7. The segregation ratio of RIL populations for the resistance conformed to the presence of one and three independent genes. A 6 K oat single nucleotide polymorphism (SNP) array was used to genotype one population comprising 85 RILs. The molecular marker data provided evidence of a single-gene for the resistance with distorted segregation. This gene was mapped in a 0.7 cM interval between two markers that explained 95 % of the resistance. These markers can be used as a basis for further validation studies using other populations.

A qualidade física dos grãos de aveia constitui caráter importante para a cultura, uma vez que determina o rendimento industrial de grãos em aveia, o qual é tão importante para a indústria de beneficiamento quanto o rendimento de grãos é para o agricultor. Entre as características relacionadas com a qualidade física de grãos em aveia destacam-se o peso do hectolitro, a porcentagem de grãos maiores que 2 mm e a porcentagem de cariopse. No Brasil, são poucos os trabalhos científicos que procuram estudar as relações entre os caracteres agronômicos e de qualidade física de grãos com caracteres associados à eficiência de descasque de grãos em aveia. Desta forma, os objetivos deste trabalho foram caracterizar genótipos de aveia branca (Avena sativa L.) quanto a caracteres relacionados à qualidade física e eficiência de descasque de grãos, assim como entender as associações entre essas características com outros caracteres agronômicos e de grãos. Dois experimentos foram conduzidos nos anos de 2011 e 2012, em Eldorado do Sul, RS, sendo o primeiro composto por 29 cultivares de aveia branca, oriundas do Programa de Melhoramento Genético de Aveia da UFRGS e duas cultivares de aveia norte americanas, adaptadas à região Sul do Brasil, e utilizadas como testemunhas. O segundo experimento foi composto por 45 linhagens e cinco cultivares testemunhas. Os componentes de variação experimental e médias foram estimados para os caracteres agronômicos e de qualidade física de grãos, bem como as associações entre esses caracteres. Houve diferença significativa entre os anos de cultivo para os dois experimentos, o caráter rendimento de grãos foi o mais variável entre anos e os caracteres relacionados ao tamanho do grão exibiram uma menor variação. As linhagens e cultivares desenvolvidas a partir da década de 1990 apresentaram valores mais elevados para os caracteres de qualidade de grãos e eficiência potencial de descasque. Sendo a cultivar URS Taura a mais estável para essas características, nos dois anos de experimento. Em geral, o peso do hectolitro foi o caráter com maior influência positiva sobre a porcentagem de cariopse, a eficiência potencial de descasque e a facilidade de descasque. Enquanto grãos de maior tamanho tenderam a apresentar menor eficiência potencial e facilidade de descasque. Genótipos de aveia superiores para esses dois caracteres de qualidade mostraram ser o resultados da combinação complexa de diferentes características associadas à qualidade dos grãos. / The physical quality of oat grains is an important trait to the crop for the reason that it determines the milling yield, which is as important for the grain millers as the grain yield is for the farmer. Among the traits related to the oat grain physical quality stand out the test weight, the percentage of grains larger than 2 mm and the caryopsis percentage. In Brazil, there are few scientific studies seeking to assess the relationships between agronomic traits and grain physical quality to grain dehulling efficiency on oats. Thus, the objectives of this study were to characterize oat genotypes (Avena sativa L.) regarding to traits related to grain physical quality and dehulling efficiency, as well as understand the associations between these traits with other agronomic and grain related traits. Two experiments were conducted in the years 2011 and 2012, in Eldorado do Sul, RS, the first one consisted of 29 oat cultivars derived from the UFRGS Oat Breeding Program and two North American oat cultivars, adapted to Southern Brazil, used as controls. The second experiment was composed by 45 oat lines and five oat cultivars. Experimental variation components and means were estimated for agronomic and grain physical quality traits, as well as the associations among these characters. Significant difference between the years of cultivation was detected for the two experiments, grain yield was the more variable trait between years and the traits related to grain size showed the lower variation. The oat lines and cultivars developed from the 1990s up showed higher values for the traits related to grain quality and dehulling efficiency. The oat cultivar URS Taura was the most stable genotype for these characteristics, in the two years of experimentation. In general, test weight was the trait with the largest positive influence on the percentage of caryopsis, the potential dehulling efficiency and dehulling facility. While larger grains tended to have lower dehulling potential efficiency and dehulling facility. Oat genotypes superior for these two grain quality traits showed to be the result of complex combination of different characteristics associated with grain quality.

A mancha negra das folhas, causada pelo fungo Pyrenophora chaetomioides, é uma das principais doenças da cultura da aveia branca. Os sintomas da mancha negra das folhas caracterizam-se por lesões escuras que se expandem com o decorrer do tempo. O presente trabalho teve como objetivo caracterizar o progresso da doença, estimar a herança da resistência à mancha negra e analisar três metodologias de avaliação da resistência à esta doença. Os experimentos foram realizados durante os anos de 2012 e 2013, na Estação Experimental Agronômica da UFRGS. Em 2012, o progresso da doença foi avaliado em duas populações segregantes F2, através da análise de imagens digitais de um segmento de seis cm de comprimento da região central da lâmina da folha bandeira-1. A severidade de mancha negra foi estimada através do software ASSESS. No ano de 2013, o progresso da doença foi estimado em 34 genótipos de aveia, utilizando-se três metodologias de avaliação: análise visual da severidade de toda a folha bandeira-1, análise visual de um segmento central da lâmina da folha bandeira-1 e análise de imagens digitais do mesmo segmento central. Nos dois anos foram realizadas avaliações semanais da severidade da mancha negra e, a partir destes dados, a área sob a curva de progresso da doença (ASCPD) foi estimada. Em 2012, para as populações segregantes F2 e genitores, também foi estimada a curva de progresso da severidade e a taxa de infecção. Nas duas populações segregantes, foi verificada a presença de variabilidade genética para os caracteres ASCPD e taxa de infecção. O controle genético do caráter ASCPD foi estimado como devido a dois locos dominantes epistáticos, na população 1, enquanto que, na população 2, o controle do caráter taxa de infecção foi estimado em um loco dominante. As estimativas da herdabilidade no sentido amplo foram de 0,40 para o caráter ASPCD, na população 1, e de 0,76 para o caráter taxa de infecção, na população 2. Com base nos resultados do experimento realizado em 2013, foi verificada elevada associação entre os valores de ASCPD obtidos pelas duas metodologias que analisaram o segmento central da lâmina foliar. Desta forma, a avaliação visual da severidade é uma metodologia adequada, além de rápida e de fácil execução. Também verificou-se que a análise de somente um segmento central tende a subestimar a severidade que ocorreu sobre toda a lâmina foliar. Além disso, a diferença na classificação dos genótipos quanto à resistência, sugere que a severidade deve ser estimada para toda a lâmina da folha e não apenas para um segmento central. / Black leaf spot, caused by the fungus Pyrenophora chaetomioides, is one of the major diseases on oats. Black leaf spots symptoms are characterized by dark lesions which expand over time. This study aimed to characterize the disease progress, to estimate the inheritance of the resistance to black leaf spot and analyze three methodologies for assessing resistance to this disease. The experiments were conducted in 2012 and 2013, at the Agronomic Experiment Station of UFRGS. In 2012, the progress of the disease was evaluated in two F2 segregating populations, through the analysis of digital images of a six cm long segment at the central area of the of flag leaf-1 laminae. The severity of black spots was estimated through the software ASSESS. In 2013, the disease progress was estimated on 34 oat genotypes, using three evaluation methodologies: by visual estimation of the disease severity on all flag leaf-1 laminae, visual evaluation of a central segment of the flag leaf-1 laminae and by the analysis of digital images of the same central segment. In the two years, black leaf spot severity was assessed weekly and, from these data, the area under the disease progress curve (AUDPC) was estimated. In 2012, for the parental genotypes and F2 populations the severity progress curve and infection rate were also estimated. In the two segregating populations, genetic variability for the characters AUDPC and rate of infection was shown. The genetic control of the trait AUDPC was estimated as due to two dominant epistatic loci in the population 1. Whereas, in population 2, the control of the trait infection rate was estimated as due to a dominant locus. Broad sense heritabilities were estimated as 0.40 for the ASPCD trait, in population 1, and as 0.76 for the infection rate trait, in population 2. Based on the results from the experiment conducted in 2013, it was verified a strong association between AUDPC values obtained from the two methodologies of evaluation of the central segment of the leaf laminae. Therefore, visual evaluation of severity is an adequate methodology, besides of being a quick and easy one to carry out. It was also verified that the analysis of only a central segment tends to underestimate the severity that occurred on the whole leaf laminae. In addition, the difference in the classification of genotypes for the resistance suggests that severity must be estimated for the whole leaf laminae and not just for a central segment.

Orientador: Silvia Renata Siciliano Wilcken / Resumo: Meloidogyne incognita é considerado um dos nematoides de maior importância econômica em termos mundiais. Para seu adequado manejo, uma das estratégias mais eficientes é o uso de cultivares resistentes. Portanto, estratégias para otimizar os programas de melhoramento genético são necessárias. A análise de expressão gênica tem ampliado a compreensão dos mecanismos de interação planta-nematoide e acelerado o desenvolvimento de genótipos resistentes. A cultivar de aveia branca IPR Afrodite, resistente a M. incognita, e cultivares suscetíveis foram avaliadas em relação à sua tolerância a este nematoide, além de ter sido estudado o comportamentode genes candidatos que regulam sua resistência, desafiados com densidades populacionais iniciais crescentes de M. incognita, durante o seu estabelecimento e manutenção do parasitismo. Para a avaliação da tolerância, plantas cultivadas em vasos de 3.600 cm3 foram inoculadas com 0,0625 (187,5); 0,125 (375); 0,25 (750); 0,5 (1500); 1 (3000); 2 (6000); 4 (12000); 8 (24000); 16 (48000) e 32 (96000) exemplares por cm3 de solo e avaliadas aos 67 dias após a inoculação (DAI), através da mensuração do desenvolvimento das plantas, além da multiplicação do nematoide. Os resultados mostraram que, em densidades menores, IPR Afrodite apresentou fator de reprodução próximo a 1,0, sugerindo menor expressão da resistência. Em função desses resultados, experimento semelhante foi conduzido para análise da expressão gênica dessa cultivar ao nematoide, com aval... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Doutor

A aveia (Avena sativa L.) é um cereal de importância mundial utilizada para a produção de grãos e forragem. A ferrugem do colmo da aveia, causada por Puccinia graminis f. sp. avenae (Pga), é uma das mais devastadoras doenças da aveia em todo o mundo. Para melhor entender as epidemias de ferrugem do colmo no Sul do Brasil, foram realizados levantamentos da virulência do patógeno durante dois anos em um programa de melhoramento de aveia. As epidemias foram caracterizadas por uma mistura de raças similares e de amplo espectro de virulência. A raça de maior virulência (TST) foi identificada em 2014, para a qual apenas o gene Pg-10 foi parcialmente efetivo. Marcadores moleculares para estudos de genética de populações para Pga são escassos. Utilizando a sequência genômica de um isolado de Pga, 19 marcadores de sequências simples repetidas (SSR) foram desenvolvidos. Estes marcadores foram utilizados para avaliar a diversidade genética de 66 isolados de Pga da Austrália, Brasil e Suécia. Os isolados do Brasil e da Austrália foram caracterizados por uma e duas linhagens clonais predominantes, respectivamente. Por outro lado, os isolados da Suécia foram caracterizados por uma população recombinante e alta diversidade genética (nove genótipos distintos entre dez isolados). No hospedeiro, um limitado número de genes de resistência à ferrugem do colmo está disponível para o melhoramento da aveia. Para identificar novos genes de resistência, 61 genótipos brasileiros do Programa Internacional de Aveia da Quaker foram avaliados para a resposta de plântula e de planta adulta à ferrugem do colmo na Austrália. Nos testes de plântula, o patótipo de maior virulência da Austrália conferiu tipo de infecção susceptível à todas as linhagens diferenciais e genótipos testados, sendo utilizado para investigar a presença de resistência de planta adulta (RPA). Em um ensaio de campo, os genótipos UFRGS 087105-1 e UFRGS 087129-1 foram resistentes a moderadamente resistentes e representam uma promissora fonte de RPA para a ferrugem do colmo na Austrália. No Brasil, o genótipo UFRGS 995088-3 é uma importante fonte de resistência à ferrugem do colmo. Este estudo reporta a análise genética e o mapeamento molecular da resistência em UFRGS 995088-3. A análise genética foi realizada em duas populações de linhagens endogâmicas recombinantes (LERs) F5:7. A razão de segregação para a resistência está em conformidade com a presença de um e três genes independentes. Um arranjo de 6000 SNPs da aveia foi utilizado para genotipar uma população de 85 LERs. Os dados moleculares fornecem evidências de um único gene para a resistência com distorção de segregação. Este gene foi mapeado em um intervalo de 0,7 cM entre dois marcadores que explicam 95 % da resistência. Estes marcadores poderão servir de base para estudos futuros de validação em outras populações. / Oat (Avena sativa L.) is a major cereal crop of global importance used for grain and forage production. Oat stem rust, caused by Puccinia graminis f. sp. avenae (Pga), is one of the most severe diseases of oats worldwide. To better understand the epidemics of stem rust in South Brazil, virulence surveys were carried out during two epidemic years in an oat breeding program. The epidemics were characterized by a mixture of similar and highly virulent races. The most virulent race (TST) was identified in 2014, for which only Pg-10 was partially effective. Molecular markers suitable for population genetics of Pga are scarce. Using the genomic sequence of a Pga isolate, 19 simple sequence repeat (SSR) markers were developed. These markers were used to assess the genetic diversity of 66 Pga isolates from Australia, Brazil and Sweden. Brazilian and Australian isolates were characterized by one and two predominant clonal lineages, respectively. In contrast, the Swedish isolates were characterized by a highly diverse recombinant population (nine distinct genotypes out of ten isolates). In the host, a limited number of resistance genes to stem rust are available for oat breeding. In order to identify novel resistance sources, 61 Brazilian genotypes from Quaker International Oat Nursery were assessed for seedling and adult plant response to stem rust in Australia. In the seedling tests, the most virulent pathotype of Australia conferred susceptible infection type to all differential set and genotypes tested, and thus it was used to investigate the presence of adult plant resistance (APR). In a field trial, the genotypes UFRGS 087105-1 and UFRGS 087129-1 were resistant to moderately resistant and represent a promising source of effective APR to oat stem rust in Australia. In Brazil, the genotype UFRGS 995088-3 is a useful stem rust resistance source. This study reports the genetic analysis and the molecular mapping of the resistance in UFRGS 995088-3. The genetic analysis was performed using two recombinant inbred line (RIL) populations F5:7. The segregation ratio of RIL populations for the resistance conformed to the presence of one and three independent genes. A 6 K oat single nucleotide polymorphism (SNP) array was used to genotype one population comprising 85 RILs. The molecular marker data provided evidence of a single-gene for the resistance with distorted segregation. This gene was mapped in a 0.7 cM interval between two markers that explained 95 % of the resistance. These markers can be used as a basis for further validation studies using other populations.

A qualidade física dos grãos de aveia constitui caráter importante para a cultura, uma vez que determina o rendimento industrial de grãos em aveia, o qual é tão importante para a indústria de beneficiamento quanto o rendimento de grãos é para o agricultor. Entre as características relacionadas com a qualidade física de grãos em aveia destacam-se o peso do hectolitro, a porcentagem de grãos maiores que 2 mm e a porcentagem de cariopse. No Brasil, são poucos os trabalhos científicos que procuram estudar as relações entre os caracteres agronômicos e de qualidade física de grãos com caracteres associados à eficiência de descasque de grãos em aveia. Desta forma, os objetivos deste trabalho foram caracterizar genótipos de aveia branca (Avena sativa L.) quanto a caracteres relacionados à qualidade física e eficiência de descasque de grãos, assim como entender as associações entre essas características com outros caracteres agronômicos e de grãos. Dois experimentos foram conduzidos nos anos de 2011 e 2012, em Eldorado do Sul, RS, sendo o primeiro composto por 29 cultivares de aveia branca, oriundas do Programa de Melhoramento Genético de Aveia da UFRGS e duas cultivares de aveia norte americanas, adaptadas à região Sul do Brasil, e utilizadas como testemunhas. O segundo experimento foi composto por 45 linhagens e cinco cultivares testemunhas. Os componentes de variação experimental e médias foram estimados para os caracteres agronômicos e de qualidade física de grãos, bem como as associações entre esses caracteres. Houve diferença significativa entre os anos de cultivo para os dois experimentos, o caráter rendimento de grãos foi o mais variável entre anos e os caracteres relacionados ao tamanho do grão exibiram uma menor variação. As linhagens e cultivares desenvolvidas a partir da década de 1990 apresentaram valores mais elevados para os caracteres de qualidade de grãos e eficiência potencial de descasque. Sendo a cultivar URS Taura a mais estável para essas características, nos dois anos de experimento. Em geral, o peso do hectolitro foi o caráter com maior influência positiva sobre a porcentagem de cariopse, a eficiência potencial de descasque e a facilidade de descasque. Enquanto grãos de maior tamanho tenderam a apresentar menor eficiência potencial e facilidade de descasque. Genótipos de aveia superiores para esses dois caracteres de qualidade mostraram ser o resultados da combinação complexa de diferentes características associadas à qualidade dos grãos. / The physical quality of oat grains is an important trait to the crop for the reason that it determines the milling yield, which is as important for the grain millers as the grain yield is for the farmer. Among the traits related to the oat grain physical quality stand out the test weight, the percentage of grains larger than 2 mm and the caryopsis percentage. In Brazil, there are few scientific studies seeking to assess the relationships between agronomic traits and grain physical quality to grain dehulling efficiency on oats. Thus, the objectives of this study were to characterize oat genotypes (Avena sativa L.) regarding to traits related to grain physical quality and dehulling efficiency, as well as understand the associations between these traits with other agronomic and grain related traits. Two experiments were conducted in the years 2011 and 2012, in Eldorado do Sul, RS, the first one consisted of 29 oat cultivars derived from the UFRGS Oat Breeding Program and two North American oat cultivars, adapted to Southern Brazil, used as controls. The second experiment was composed by 45 oat lines and five oat cultivars. Experimental variation components and means were estimated for agronomic and grain physical quality traits, as well as the associations among these characters. Significant difference between the years of cultivation was detected for the two experiments, grain yield was the more variable trait between years and the traits related to grain size showed the lower variation. The oat lines and cultivars developed from the 1990s up showed higher values for the traits related to grain quality and dehulling efficiency. The oat cultivar URS Taura was the most stable genotype for these characteristics, in the two years of experimentation. In general, test weight was the trait with the largest positive influence on the percentage of caryopsis, the potential dehulling efficiency and dehulling facility. While larger grains tended to have lower dehulling potential efficiency and dehulling facility. Oat genotypes superior for these two grain quality traits showed to be the result of complex combination of different characteristics associated with grain quality.

A mancha negra das folhas, causada pelo fungo Pyrenophora chaetomioides, é uma das principais doenças da cultura da aveia branca. Os sintomas da mancha negra das folhas caracterizam-se por lesões escuras que se expandem com o decorrer do tempo. O presente trabalho teve como objetivo caracterizar o progresso da doença, estimar a herança da resistência à mancha negra e analisar três metodologias de avaliação da resistência à esta doença. Os experimentos foram realizados durante os anos de 2012 e 2013, na Estação Experimental Agronômica da UFRGS. Em 2012, o progresso da doença foi avaliado em duas populações segregantes F2, através da análise de imagens digitais de um segmento de seis cm de comprimento da região central da lâmina da folha bandeira-1. A severidade de mancha negra foi estimada através do software ASSESS. No ano de 2013, o progresso da doença foi estimado em 34 genótipos de aveia, utilizando-se três metodologias de avaliação: análise visual da severidade de toda a folha bandeira-1, análise visual de um segmento central da lâmina da folha bandeira-1 e análise de imagens digitais do mesmo segmento central. Nos dois anos foram realizadas avaliações semanais da severidade da mancha negra e, a partir destes dados, a área sob a curva de progresso da doença (ASCPD) foi estimada. Em 2012, para as populações segregantes F2 e genitores, também foi estimada a curva de progresso da severidade e a taxa de infecção. Nas duas populações segregantes, foi verificada a presença de variabilidade genética para os caracteres ASCPD e taxa de infecção. O controle genético do caráter ASCPD foi estimado como devido a dois locos dominantes epistáticos, na população 1, enquanto que, na população 2, o controle do caráter taxa de infecção foi estimado em um loco dominante. As estimativas da herdabilidade no sentido amplo foram de 0,40 para o caráter ASPCD, na população 1, e de 0,76 para o caráter taxa de infecção, na população 2. Com base nos resultados do experimento realizado em 2013, foi verificada elevada associação entre os valores de ASCPD obtidos pelas duas metodologias que analisaram o segmento central da lâmina foliar. Desta forma, a avaliação visual da severidade é uma metodologia adequada, além de rápida e de fácil execução. Também verificou-se que a análise de somente um segmento central tende a subestimar a severidade que ocorreu sobre toda a lâmina foliar. Além disso, a diferença na classificação dos genótipos quanto à resistência, sugere que a severidade deve ser estimada para toda a lâmina da folha e não apenas para um segmento central. / Black leaf spot, caused by the fungus Pyrenophora chaetomioides, is one of the major diseases on oats. Black leaf spots symptoms are characterized by dark lesions which expand over time. This study aimed to characterize the disease progress, to estimate the inheritance of the resistance to black leaf spot and analyze three methodologies for assessing resistance to this disease. The experiments were conducted in 2012 and 2013, at the Agronomic Experiment Station of UFRGS. In 2012, the progress of the disease was evaluated in two F2 segregating populations, through the analysis of digital images of a six cm long segment at the central area of the of flag leaf-1 laminae. The severity of black spots was estimated through the software ASSESS. In 2013, the disease progress was estimated on 34 oat genotypes, using three evaluation methodologies: by visual estimation of the disease severity on all flag leaf-1 laminae, visual evaluation of a central segment of the flag leaf-1 laminae and by the analysis of digital images of the same central segment. In the two years, black leaf spot severity was assessed weekly and, from these data, the area under the disease progress curve (AUDPC) was estimated. In 2012, for the parental genotypes and F2 populations the severity progress curve and infection rate were also estimated. In the two segregating populations, genetic variability for the characters AUDPC and rate of infection was shown. The genetic control of the trait AUDPC was estimated as due to two dominant epistatic loci in the population 1. Whereas, in population 2, the control of the trait infection rate was estimated as due to a dominant locus. Broad sense heritabilities were estimated as 0.40 for the ASPCD trait, in population 1, and as 0.76 for the infection rate trait, in population 2. Based on the results from the experiment conducted in 2013, it was verified a strong association between AUDPC values obtained from the two methodologies of evaluation of the central segment of the leaf laminae. Therefore, visual evaluation of severity is an adequate methodology, besides of being a quick and easy one to carry out. It was also verified that the analysis of only a central segment tends to underestimate the severity that occurred on the whole leaf laminae. In addition, the difference in the classification of genotypes for the resistance suggests that severity must be estimated for the whole leaf laminae and not just for a central segment.