Ferrugem da folha, causada por Puccinia coronata f. sp. avenae, é a principal doença da aveia (Avena sativa L.). Tradicionalmente, a resistência utilizada nos programas de melhoramento é a completa, controlada por um ou poucos genes, sendo superada rapidamente pelo patógeno. Há várias décadas, tem sido sugerido que a resistência parcial pode ser mais durável. A cultivar URS 21 apresenta resistência parcial à ferrugem da folha e tem permanecido resistente desde seu lançamento, no ano 2000. Este estudo visou identificar aspectos bioquímicos e moleculares envolvidos na resistência parcial de URS 21 à ferrugem da folha. Foram utilizados dois genótipos suscetíveis e um completamente resistente como controles. Em plântulas e plantas inoculadas com o patógeno, foi verificado em URS 21 um aumento na síntese de compostos fenólicos máximo em 24 horas após a inoculação (hai), enquanto que URS 22 (suscetível) teve aumento tardio, 120 hai, provavelmente relacionado com a colonização do fungo. Em URS 21, foi verificado aumento da expressão de genes envolvidos na produção de avenantramidas, elevada concentração de compostos fenólicos totais, expressão de peroxidase, acúmulo de peróxido na epiderme, 24 hai, sugerindo síntese de compostos fenólicos estruturais. O decréscimo na produção de peróxido, em URS 21, a partir de 24 hai, também pode dever-se a produção de fenólicos estruturais. Além disso, em 24 hai, a atividade de ascorbato peroxidase, catalase e glutationa peroxidase, em URS 21, foram inferiores aos demais tempos, sugerindo que o peróxido foi consumido por peroxidases na síntese de fenólicos estruturais. Em plantas adultas de URS 21, inoculadas com o fungo, houve incremento na concentração de saponinas esteroidais, até 72 hai, enquanto que URS 22 em 48 hai, apresentou 15% da concentração máxima encontrada em URS 21, evidenciando a importância deste composto na resistência parcial à ferrugem da folha em URS 21. Além disso, a análise da expressão gênica e transcriptômica indicou a síntese de saponinas esteroidais do tipo avenacosides em URS 21. Das sequências geradas pelo RNA-sequenciamento, com função conhecida, muitas estão envolvidas no metabolismo secundário, estresse oxidativo, regulação transcricional, transporte, morte celular e defesa. Conclui-se que compostos fenólicos e saponinas são os principais componentes do mecanismo de defesa à resistência parcial à ferrugem da folha de URS 21. / Crown rust caused by Puccinia coronata f. sp. avenae is the main disease of oats (Avena sativa L.) in the world. Traditionally, the resistance exploited by oat breeders completely prevents reproduction of the fungus on the host and it segregates as a single or a few genes, thus, it is rapidly overcome by the pathogen. For several decades, it has been suggested that the partial resistance can be more durable. The Brazilian oat cultivar URS 21 is partially resistant and has remained resistant to crown rust since its release 2000. This study aimed to identify the biochemical and molecular mechanisms involved in the partial resistance of URS 21 to crown rust. Two susceptible and one completely resistant cultivar were used as control. URS 21 adult plants and seedlings inoculated with the pathogen showed increasing of total phenolics, with maximum value at 24 hours after inoculation (hai), however in URS 22 (susceptible) there was a later increase, at 120 hai, probably related to the fungus colonization. In URS 21, genes involved in production of avenantramids were up regulated after 24 hai. The increase in the concentration of phenolic compounds, peroxidase expression and accumulation of peroxide in the epidermis, was due to the action of peroxidases at 24 hai and indicated that structural synthesis of phenolic compounds was involved in partial resistance in URS 21. The decrease in peroxide production in URS 21, at 24 hai, may be related to the assembly of structural phenolics. Furthermore, the reduction in the activity of ascorbate peroxidase, catalase and glutathione peroxidase in URS 21, at 24 hai, indicated that peroxide has been consumed by peroxidase and structural phenolics synthesis. After 48 hai, in resistant genotypes, fluorescent cells, indicative of cell death, were visualized. In inoculated URS 21 adult plants, an increase in the concentration of steroidal saponins was observed at 72 hai, while in URS 22 an increase was observed in this compound at 48 hai, about 15% of the maximum concentration found in URS 21, demonstrating the importance of this compound in partial resistance to crown rust in URS 21. Furthermore, gene expression and transcriptomics indicated the synthesis of avenacosides, a type of steroidal saponina, in URS 21. Several sequences generated by RNA sequencing were involved in secondary metabolism, oxidative stress, transcriptional regulation, transport, cell death and defense. The data suggest that phenolic compounds and saponins are the main defense mechanisms of partial resistance to crown rust in URS 21.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-06-06T16:32:12Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 218196 bytes, checksum: 6851c12adfdc22bf67f83196171108e5 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-06T16:32:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 218196 bytes, checksum: 6851c12adfdc22bf67f83196171108e5 (MD5) Previous issue date: 2016-02-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A podridão-branca, causada pelo fungo Sclerotium cepivorum, é uma das principais ameaças ao cultivo de plantas do gênero Allium. A aplicação de agentes de biocontrole pode contribuir para o manejo da doença, como espécies dos gêneros Trichoderma e Bacillus, que são inimigos naturais de S. cepivorum. A maioria dos isolados desses antagonistas cresce em temperaturas de 25 a 30 oC, entretanto, alho e cebola são cultivados durante estações frias no Brasil (outono-inverno) e a germinação do escleródio ocorre entre 13 e 18 oC. Assim, a seleção de agentes de biocontrole deve visar isolados que crescem e inibem S. cepivorum sob temperaturas abaixo de 18 oC. O presente trabalho objetivou selecionar isolados de Trichoderma spp. e Bacillus spp. capazes de crescer e inibir a germinação de escleródios de S. cepivorum a 16 oC e avaliar o efeito dos isolados mais promissores no controle da doença em cebolinha em cultivo em incubadora e cebola cultivada em casa de vegetação e em campo. Doze dos 44 isolados de Trichoderma foram selecionados devido à habilidade de crescerem a 11 oC. Dentre eles, os isolados GF420, GF424 e GF426 reduziram em mais de 80 % a germinação de escleródios e colonizaram mais de 70 % dos escleródios em ambos os experimentos „in vitro‟ a 16 oC. Todos os isolados de Bacillus spp. (GF33, GF63, GF203, GF266 e GF340) reduziram a germinação de escleródios em mais de 80 %. Os isolados GF 203 e GF266 de Bacillus e GF420, GF424 e GF426 de Trichoderma foram avaliados em experimentos em incubadora do tipo BOD, casa de vegetação e campo visando ao controle de S. cepivorum em cebolinha e cebola. Para os experimentos em incubadora, o solo foi artificialmente infestado com cinco escleródios por 100 cm 3 de solo. Um campo localizado em Rio Paranaíba – Minas Gerais, naturalmente infestado com sete escleródios por 100 cm 3 de solo, foi usado como área experimental e fonte de solo para os experimentos em casa de vegetação. Houve incidência de podridão-branca apenas em poucas plantas nos experimentos de laboratório aos 63 dias de cultivo, e a doença não ocorreu em casa de vegetação e campo ao final de 140 dias. Assim, não foi possível avaliar o real potencial dos isolados no controle do patógeno na presença de hospedeiro suscetível. Os isolados GF420, GF424 e GF426 de Trichoderma spp. e GF33, GF63, GF203, GF266 e GF340 de Bacillus spp. colonizam e reduzem a germinação de escleródios de S. cepivorum a 16 oC. Experimentos adicionais em casa de vegetação e campo são necessários para selecionar pelo menos um isolado para o manejo da podridão-branca. / White rot, caused by the fungus Sclerotium cepivorum, is a major threat of Allium spp. The application of biocontrol agents can enhance the management of the disease. Trichoderma and Bacillus are natural enemies of S. cepivorum. The majority of the isolates of these antagonists grows at temperature from 25 to 30 oC. However, garlic and onion are cultivated during the cold seasons in Brazil (autumn-winter) and sclerotia germination of S. cepivorum occurs between 13 to 18 oC. Thus, the screening of biocontrol agents should target isolates which grow and inhibit S. cepivorum under temperatures below 18 oC. Therefore, the present work aimed to screen isolates of Trichoderma spp. and Bacillus spp. able to grow and inhibit sclerotia germination of S. cepivorum at 16 oC, and to assess the effect of the most promising isolates on the control of the disease in Japanese bunching onion grown in incubator and onion cultivated in greenhouse and field. Twelve out of 44 isolates of Trichoderma were selected due to the ability of growth at 11 oC. Among them, the isolates GF420, GF424 and GF426 reduced by more than 80 % the germination of sclerotia and colonized by more than 70 % the sclerotia in both of the in vitro experiments at 16 oC. All isolates of Bacillus spp. (GF33, GF63, GF203, GF266 and GF340) reduced the germination of sclerotia by more than 80 %. The isolates GF 203 and GF266 of Bacillus and GF420, GF424 and GF426 of Trichoderma were assessed in experiments carried out in incubator, greenhouse and field aiming the control of S. cepivorum in Japanese bunching onion and onion. For the experiments in incubator, the soil was artificially infested with five sclerotia/100 cm 3 of soil. A field located in Rio Paranaíba – Minas Gerais, naturally infested with seven viable sclerotia/100 cm 3 of soil, was used as experimental area and source of soil for experiments in greenhouse. There was incidence of white rot only in few plants in the incubator experiment at 63 days and the disease did not occur in both the greenhouse and field experiments at 140 days. Thus, it was not possible to assess the real potential of the isolates for the control of the pathogen in the presence of susceptible host. The isolates GF420, GF424 and GF426 of Trichoderma spp. and GF33, GF63, GF203, GF266 and GF340 of Bacillus spp. colonise and reduce the germination of sclerotia of S. cepivorum at 16 oC. Further greenhouse and field experiments are required to select at least one isolate for the greenhouse and field experiments are required to select at least one isolate for the management of the white rot. / Não conferido com versão impressa (faltando)

Ferrugem da folha, causada por Puccinia coronata f. sp. avenae, é a principal doença da aveia (Avena sativa L.). Tradicionalmente, a resistência utilizada nos programas de melhoramento é a completa, controlada por um ou poucos genes, sendo superada rapidamente pelo patógeno. Há várias décadas, tem sido sugerido que a resistência parcial pode ser mais durável. A cultivar URS 21 apresenta resistência parcial à ferrugem da folha e tem permanecido resistente desde seu lançamento, no ano 2000. Este estudo visou identificar aspectos bioquímicos e moleculares envolvidos na resistência parcial de URS 21 à ferrugem da folha. Foram utilizados dois genótipos suscetíveis e um completamente resistente como controles. Em plântulas e plantas inoculadas com o patógeno, foi verificado em URS 21 um aumento na síntese de compostos fenólicos máximo em 24 horas após a inoculação (hai), enquanto que URS 22 (suscetível) teve aumento tardio, 120 hai, provavelmente relacionado com a colonização do fungo. Em URS 21, foi verificado aumento da expressão de genes envolvidos na produção de avenantramidas, elevada concentração de compostos fenólicos totais, expressão de peroxidase, acúmulo de peróxido na epiderme, 24 hai, sugerindo síntese de compostos fenólicos estruturais. O decréscimo na produção de peróxido, em URS 21, a partir de 24 hai, também pode dever-se a produção de fenólicos estruturais. Além disso, em 24 hai, a atividade de ascorbato peroxidase, catalase e glutationa peroxidase, em URS 21, foram inferiores aos demais tempos, sugerindo que o peróxido foi consumido por peroxidases na síntese de fenólicos estruturais. Em plantas adultas de URS 21, inoculadas com o fungo, houve incremento na concentração de saponinas esteroidais, até 72 hai, enquanto que URS 22 em 48 hai, apresentou 15% da concentração máxima encontrada em URS 21, evidenciando a importância deste composto na resistência parcial à ferrugem da folha em URS 21. Além disso, a análise da expressão gênica e transcriptômica indicou a síntese de saponinas esteroidais do tipo avenacosides em URS 21. Das sequências geradas pelo RNA-sequenciamento, com função conhecida, muitas estão envolvidas no metabolismo secundário, estresse oxidativo, regulação transcricional, transporte, morte celular e defesa. Conclui-se que compostos fenólicos e saponinas são os principais componentes do mecanismo de defesa à resistência parcial à ferrugem da folha de URS 21. / Crown rust caused by Puccinia coronata f. sp. avenae is the main disease of oats (Avena sativa L.) in the world. Traditionally, the resistance exploited by oat breeders completely prevents reproduction of the fungus on the host and it segregates as a single or a few genes, thus, it is rapidly overcome by the pathogen. For several decades, it has been suggested that the partial resistance can be more durable. The Brazilian oat cultivar URS 21 is partially resistant and has remained resistant to crown rust since its release 2000. This study aimed to identify the biochemical and molecular mechanisms involved in the partial resistance of URS 21 to crown rust. Two susceptible and one completely resistant cultivar were used as control. URS 21 adult plants and seedlings inoculated with the pathogen showed increasing of total phenolics, with maximum value at 24 hours after inoculation (hai), however in URS 22 (susceptible) there was a later increase, at 120 hai, probably related to the fungus colonization. In URS 21, genes involved in production of avenantramids were up regulated after 24 hai. The increase in the concentration of phenolic compounds, peroxidase expression and accumulation of peroxide in the epidermis, was due to the action of peroxidases at 24 hai and indicated that structural synthesis of phenolic compounds was involved in partial resistance in URS 21. The decrease in peroxide production in URS 21, at 24 hai, may be related to the assembly of structural phenolics. Furthermore, the reduction in the activity of ascorbate peroxidase, catalase and glutathione peroxidase in URS 21, at 24 hai, indicated that peroxide has been consumed by peroxidase and structural phenolics synthesis. After 48 hai, in resistant genotypes, fluorescent cells, indicative of cell death, were visualized. In inoculated URS 21 adult plants, an increase in the concentration of steroidal saponins was observed at 72 hai, while in URS 22 an increase was observed in this compound at 48 hai, about 15% of the maximum concentration found in URS 21, demonstrating the importance of this compound in partial resistance to crown rust in URS 21. Furthermore, gene expression and transcriptomics indicated the synthesis of avenacosides, a type of steroidal saponina, in URS 21. Several sequences generated by RNA sequencing were involved in secondary metabolism, oxidative stress, transcriptional regulation, transport, cell death and defense. The data suggest that phenolic compounds and saponins are the main defense mechanisms of partial resistance to crown rust in URS 21.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Fitopatologia, 2017. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2017-04-06T21:08:47Z No. of bitstreams: 1 2017_CristianodaSilvaRodrigues.pdf: 1846985 bytes, checksum: 0de36496900d56f5fbcd1bbd0b15eba8 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2017-04-13T12:34:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_CristianodaSilvaRodrigues.pdf: 1846985 bytes, checksum: 0de36496900d56f5fbcd1bbd0b15eba8 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-13T12:34:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_CristianodaSilvaRodrigues.pdf: 1846985 bytes, checksum: 0de36496900d56f5fbcd1bbd0b15eba8 (MD5) / O tomateiro (Solanum lycopersicum) pertence à família Solanaceae e é cultivado em várias regiões do mundo. O Brasil figura entre os dez maiores produtores mundiais, com os principais estados produtores sendo Goiás, Minas Gerais e São Paulo. Esta hortaliça é produzida para consumo in natura e para industrialização. Vários problemas fitossanitários acometem o tomateiro, entre eles as viroses destacam-se entre as principais e as begomoviroses são as de maior incidência nas principais regiões. Os vírus do gênero Begomovirus, pertencentes à família Geminiviridae, são os agentes causadores destas doenças e possuem genoma formado por DNA circular de fita simples (ssDNA) encapsidados em partículas geminadas. No Brasil a espécie predominante em tomateiro é o Tomato severe rugose virus (ToSRV), com relatos frequentes de incidência próximas a 100%. Esses vírus são transmitidos de modo persistente pelo vetor mosca-branca (Bemisia tabaci), sendo o biótipo B (espécie MEAM-1) prevalente. Diversos sintomas são associados à infecção por begomovírus, e esses sintomas podem variar de acordo com muitos fatores, como o estádio fenológico da planta no momento da infecção, a variedade, o ambiente, as condições nutricionais, entre outros. A epidemiologia de doenças investiga os fatores necessários para o desenvolvimento da epidemia, a sua dinâmica e distribuição espacial e temporal, sendo essenciais para o sucesso do seu controle. As begomoviroses são de difícil manejo e práticas que reduzam a incidência e disseminação da doença devem ser desenvolvidas e adotadas como parte de um programa de manejo integrado de pragas. Para isso, o conhecimento da epidemiologia destas viroses necessita ser mais aprofundado. Este trabalho objetivou contribuir neste tema com a determinação do efeito da quantidade de inóculo inicial e da idade de mudas de tomateiros na infecção pelo begomovírus Tomato severe rugose virus em inoculação por Bemisia tabaci. Os ensaios foram realizados com o isolado 1164 de ToSRV do Laboratório de Virologia do Centro Nacional de Pesquisa em Hortaliças (CNPH/EMBRAPA). No ensaio de pressão de inóculo, foram utilizadas diferentes quantidade de moscas-brancas virulíferas como pressão de inóculo: 1, 5, 10, 15, 30 e 60 indivíduos sobre cultivares de tomate suscetível (Heinz-9553) e resistente (BRS Sena). O experimento foi conduzido em delineamento com blocos casualizados (DBC) com seis repetições por tratamento e uma repetição como testemunha negativa, sendo a parcela experimental composta por uma planta. O ensaio foi repetido quatro vezes. Para a realização do ensaio, após a aquisição de ToSRV por 48 horas pelos indivíduos de B. tabaci biótipo B, estes foram confinados com mudas de plantas sadias por um período de acesso de inoculação de 48 horas. Após a inoculação, as plantas foram mantidas para avaliação da incidência e severidade dos sintomas durante 30 dias. As avaliações de severidade seguiram uma escala de notas da virose causada por ToSRV em tomateiros previamente desenvolvida. O ensaio com diferentes idades de mudas de tomateiro foi repetido três vezes no tempo, utilizando um DBC composto por três blocos com 10 repetições cada, compondo a parcela experimental. Para condução do ensaio, foram utilizadas mudas da cultivar de tomateiro suscetível Heinz-9553 com idades de 20, 30, 40, 50 e 60 dias após a semeadura. As mudas foram inoculadas por moscas-bancas virulíferas em um período de 72 horas, após o período de aquisição de 48 horas. Após a inoculação, as plantas foram avaliadas por 30 dias quanto à incidência e severidade da virose e, ao final, foram medidos a altura e o peso fresco. Todos os dados foram analisados estatisticamente pelo teste F (p=5%) e as médias submetidas ao teste de Scott-Knott. Na avaliação de diferentes pressões de inóculo, foram observadas diferenças significativas de incidência e severidade da virose entre as cultivares suscetível e resistente. Houve uma relação direta entre uma maior população de insetos-vetores com uma maior incidência e severidade da doença nas cultivares, bem como o desenvolvimento mais rápido da doença. Quanto às diferentes idades das mudas de tomateiro, não foi observada diferença estatisticamente significativa entre as idades avaliadas. Entretanto, as mudas de 20 dias apresentaram os maiores valores de incidência e severidade (média de 81,0% e 1,9 respectivamente), bem como o desenvolvimento precoce da doença. Já a inoculação em mudas com 60 dias resultou em porcentagem média de incidência inferior a 67%. Em relação à altura e peso das mudas, a presença do vírus significativamente diminuiu ambos os parâmetros, principalmente nas plantas mais novas. Esses resultados sugerem que uma alta população de moscas brancas virulíferas exerce papel chave no desenvolvimento da virose, acelerando a expressão e severidade dos sintomas tanto em cultivar suscetível como em resistente enquanto que a idade da muda no momento da infecção não influencia significativamente a resposta à virose causada por ToSRV. / The tomato plant (Solanum lycopersicum) belongs to the family Solanaceae and is cultivated in several regions of the world. Brazil is among the ten largest producers in the world, and the main producing states are Goiás, Minas Gerais and São Paulo. This vegetable is produced for fresh consumption and for processing. Several phytosanitary problems affect the tomato, viruses are among the major ones, and the begomoviruses are the ones with the highest incidence in most growing regions. Viruses of the genus Begomovirus, belonging to the family Geminiviridae, are the causal agents of these diseases. They have a genome formed by circular single-stranded DNA (ssDNA) encapsidated in geminated particles. In Brazil the predominant species in tomato is Tomato severe rugose virus (ToSRV), and incidence rates close to 100% are frequently observed. These viruses are transmitted in a persistent manner by the whitefly vector (Bemisia tabaci), with MEAM-1 (or B-biotype ) being the prevalent species. Several symptoms are associated with the begomovirus infection, and these symptoms may vary depending on many factors, such as the phenological stage of the plant at the time of infection, variety, environment, nutritional conditions, among others. The epidemiology of diseases investigates the factors necessary for the development of the epidemic, its dynamics and distribution, which are essential for the success of its control. Begomoviruses are difficult to manage and practices that reduce the incidence and spread of the disease should be developed and adopted as part of an integrated pest management program. For this, the epidemiology of this virus needs to be further investigated. This work aimed to contribute to this topic with the determination of the effect of initial inoculum pressure and the age of tomato plants on the begomovirus infection by Tomato severe rugose virus inoculated by Bemisia tabaci. The trials were performed with ToSRV isolate 1164 from the Laboratory of Virology of the National Vegetable Research Center (CNPH / EMBRAPA). In the inoculum pressure study, different amounts of viruliferous whiteflies were used as inoculum pressure: 1, 5, 10, 15, 30 and 60 individuals on susceptible (Heinz-9553) and resistant (BRS Sena) tomato cultivars. The experiment was conducted in a randomized block design (DBC) with six replicates per treatment and one replicate as a negative control, being the experimental portion composed by a plant. The assay was repeated four times. For this purpose, after the acquisition of ToSRV for 48 hours by the individuals of B. tabaci biotype B, they were confined with transplants of healthy plants for a 48 hour inoculation access period. After inoculation, the plants were maintained for 30 days for evaluation of the incidence and severity of symptoms. Severity assessments followed a symptom rating on a numerical scale, which was previously developed. The experiments with different ages of tomato transplants were repeated three times in time, using a DBC composed of three blocks with 10 replicates each. For the conduction of the trials, transplants of the susceptible tomato cultivar Heinz-9553 were used, with ages of 20, 30, 40, 50 and 60 days after sowing. The transplants were inoculated by viruliferous whiteflies in a period of 72 hours, after the acquisition period of 48 hours. After inoculation, the plants were evaluated for 30 days for the incidence and symptom severity, and at the end, plant height and fresh weight were measured. All data were statistically analyzed by the F test (p = 5%) and the means submitted to the Scott-Knott test. In the evaluation of different inoculum pressures, significant differences of incidence and severity of the virus were observed between susceptible and resistant cultivars. There was a direct relationship between the larger population of insect vectors with the higher incidence and severity of the disease in the cultivars, as well as the faster development of the disease. Regarding the different ages of the tomato seedlings, no statistically significant difference was observed between the evaluated ages. However, the 20-day seedlings treatment presented the highest values of incidence and severity (mean of 81.0% and 1.9, respectively), as well as an early development of the disease. The inoculation in transplants with 60 days resulted in a mean incidence rate of less than 67%. Regarding the height and weight of the plants, the presence of the virus significantly reduced both parameters, especially in the younger plants. These results suggest that a high viruliferous whitefly population plays an keynote role in the development of the virus disease, accelerating the expression and severity of symptoms in both susceptible and resistant cultivars, and that the age of the transplants at the time of infection does not significantly influence response to caused by ToSRV.

Ferrugem da folha, causada por Puccinia coronata f. sp. avenae, é a principal doença da aveia (Avena sativa L.). Tradicionalmente, a resistência utilizada nos programas de melhoramento é a completa, controlada por um ou poucos genes, sendo superada rapidamente pelo patógeno. Há várias décadas, tem sido sugerido que a resistência parcial pode ser mais durável. A cultivar URS 21 apresenta resistência parcial à ferrugem da folha e tem permanecido resistente desde seu lançamento, no ano 2000. Este estudo visou identificar aspectos bioquímicos e moleculares envolvidos na resistência parcial de URS 21 à ferrugem da folha. Foram utilizados dois genótipos suscetíveis e um completamente resistente como controles. Em plântulas e plantas inoculadas com o patógeno, foi verificado em URS 21 um aumento na síntese de compostos fenólicos máximo em 24 horas após a inoculação (hai), enquanto que URS 22 (suscetível) teve aumento tardio, 120 hai, provavelmente relacionado com a colonização do fungo. Em URS 21, foi verificado aumento da expressão de genes envolvidos na produção de avenantramidas, elevada concentração de compostos fenólicos totais, expressão de peroxidase, acúmulo de peróxido na epiderme, 24 hai, sugerindo síntese de compostos fenólicos estruturais. O decréscimo na produção de peróxido, em URS 21, a partir de 24 hai, também pode dever-se a produção de fenólicos estruturais. Além disso, em 24 hai, a atividade de ascorbato peroxidase, catalase e glutationa peroxidase, em URS 21, foram inferiores aos demais tempos, sugerindo que o peróxido foi consumido por peroxidases na síntese de fenólicos estruturais. Em plantas adultas de URS 21, inoculadas com o fungo, houve incremento na concentração de saponinas esteroidais, até 72 hai, enquanto que URS 22 em 48 hai, apresentou 15% da concentração máxima encontrada em URS 21, evidenciando a importância deste composto na resistência parcial à ferrugem da folha em URS 21. Além disso, a análise da expressão gênica e transcriptômica indicou a síntese de saponinas esteroidais do tipo avenacosides em URS 21. Das sequências geradas pelo RNA-sequenciamento, com função conhecida, muitas estão envolvidas no metabolismo secundário, estresse oxidativo, regulação transcricional, transporte, morte celular e defesa. Conclui-se que compostos fenólicos e saponinas são os principais componentes do mecanismo de defesa à resistência parcial à ferrugem da folha de URS 21. / Crown rust caused by Puccinia coronata f. sp. avenae is the main disease of oats (Avena sativa L.) in the world. Traditionally, the resistance exploited by oat breeders completely prevents reproduction of the fungus on the host and it segregates as a single or a few genes, thus, it is rapidly overcome by the pathogen. For several decades, it has been suggested that the partial resistance can be more durable. The Brazilian oat cultivar URS 21 is partially resistant and has remained resistant to crown rust since its release 2000. This study aimed to identify the biochemical and molecular mechanisms involved in the partial resistance of URS 21 to crown rust. Two susceptible and one completely resistant cultivar were used as control. URS 21 adult plants and seedlings inoculated with the pathogen showed increasing of total phenolics, with maximum value at 24 hours after inoculation (hai), however in URS 22 (susceptible) there was a later increase, at 120 hai, probably related to the fungus colonization. In URS 21, genes involved in production of avenantramids were up regulated after 24 hai. The increase in the concentration of phenolic compounds, peroxidase expression and accumulation of peroxide in the epidermis, was due to the action of peroxidases at 24 hai and indicated that structural synthesis of phenolic compounds was involved in partial resistance in URS 21. The decrease in peroxide production in URS 21, at 24 hai, may be related to the assembly of structural phenolics. Furthermore, the reduction in the activity of ascorbate peroxidase, catalase and glutathione peroxidase in URS 21, at 24 hai, indicated that peroxide has been consumed by peroxidase and structural phenolics synthesis. After 48 hai, in resistant genotypes, fluorescent cells, indicative of cell death, were visualized. In inoculated URS 21 adult plants, an increase in the concentration of steroidal saponins was observed at 72 hai, while in URS 22 an increase was observed in this compound at 48 hai, about 15% of the maximum concentration found in URS 21, demonstrating the importance of this compound in partial resistance to crown rust in URS 21. Furthermore, gene expression and transcriptomics indicated the synthesis of avenacosides, a type of steroidal saponina, in URS 21. Several sequences generated by RNA sequencing were involved in secondary metabolism, oxidative stress, transcriptional regulation, transport, cell death and defense. The data suggest that phenolic compounds and saponins are the main defense mechanisms of partial resistance to crown rust in URS 21.

Orientador: Renate Krause-Sakate / Coorientador: Mônica Fecury Moura / Banca: Regiane Cristina Oliveira de Freitas Bueno / Banca: Valdir Atsushi Yuri / Resumo: A espécie de mosca-branca Bemisia tabaci é considerada uma das pragas mais importantes do mundo e está amplamente distribuída. Estudos recentes demonstraram que a B. tabaci não é composta por biótipos, mas sim por um complexo de espécies crípticas, morfologicamente idênticas. No Brasil, a espécie Middle East-Asia Minor1 (MEAM1, conhecida como biótipo B) é predominante nos cultivos desde a invasão nos anos 90. Em 2014, foi relatada pela primeira vez, no estado do Rio Grande do Sul, a presença da espécie Mediterranean (MED, conhecida como biótipo Q). Com base na importância da espécie MEAM1 no Brasil e da espécie MED em vários países da Europa e Ásia, o objetivo deste estudo foi avaliar a preferência das espécies e a oviposição em diferentes hospedeiros, bem como a habilidade competitiva entre as espécies invasivas e a predominância em plantas de tomate e pimentão. Para os ensaios de preferência por hospedeiros e oviposição foram utilizados plantas de algodão, feijão, pimentão e tomate. Os ensaios foram conduzidos com a contagem do número de insetos adultos em 12, 24 e 48 horas após o início e com a contagem dos ovos após 48 horas do início do ensaio. O número de adultos em algodão foi significativamente favorável à MED nos três períodos; para feijão, apenas em 12 horas favorável à MEAM1 e tomateiro não houve diferença. Para o número de ovos, em algodão e tomate, MED ovipositou mais comparada à MEAM1, enquanto que para feijão não houve diferença estatística. Os ensaios de habil... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The species of whitefly Bemisia tabaci is considered one of the most important pests in the world and is widely disseminated. Recent studies have shown that B. tabaci is not composed of biotypes, but rather by a complex of cryptic species, morphologically identical. In Brazil, the species Middle East-Asia Minor1 (MEAM1, known as biotype B) has been predominant in the fields since its invasion in the 1990s. In 2014, it was reported for the first time, in the state of Rio Grande do Sul, the presence of the Mediterranean species (MED, known as the Q biotype). The objective of this study was to evaluate the preference of these species and their oviposition in cotton, common bean, pepper and tomato, as well as the competitive displacement in tomato and pepper. The assays were conducted by counting the number of adult insects at 12, 24 and 48 hours after start and counting the eggs after 48 hours from the start of the assay. The results showed that for the number of adults in cotton there was a significant difference favoring MED in the three periods; for common bean, only in 12 hours is was favorable to MEAM1 and for tomato there was no difference between MED and MEAM1. Higher oviposition was observed for MED in cotton and tomato. Competitive displacement assays were conducted using 10 pairs of MED and MEAM1 newly emerged. MED species predominated over MEAM1 on pepper in the 4th sample (120 days after the start of the experiment), whereas MEAM1 species predominated over MED also in the 4th sampling (100 days after the beginning of the experiment) in tomato, showing the preference of the MED species for pepper and the MEAM1 species for tomato. Our results indicate that problems associated with MED as a pest and vector of virus to pepper plants can increase in Brazil. / Mestre

Made available in DSpace on 2018-08-01T22:33:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_9581_Gisele Santos Oliveira.pdf: 993347 bytes, checksum: 1ecdd26869fde6aebf21ab128f8b4f56 (MD5) Previous issue date: 2016-02-29 / A cochonilha-branca, Dysmicoccus brevipes, (Cockerell, 1893) (Hemiptera: Pseudococcidae) promove sérios problemas fitossanitários no abacaxizeiro e no cafeeiro, entre os quais, redução na quantidade e qualidade dos frutos e grãos. Este estudo teve por objetivo determinar a composição química e avaliar a atividade inseticida dos óleos essenciais comerciais de laranja doce (Citrus sinensis), laranja amarga (Citrus aurantium), limão siciliano (Citrus limon) e do composto D-limoneno no controle D. brevipes, visando o manejo ecológico da referida praga. Os constituintes majoritários do óleo de laranja doce foram o limoneno (83,33%); linalol (8,91%), do óleo de laranja amarga foram limoneno (78,53%); γ-terpineno (12,65%), do óleo de limão siciliano foram limoneno (59,78%); beta-pineno (14,71%); γ-terpineno (10,19%) e o composto D-limoneno (97%) de pureza. O óleo de limão siciliano, laranja doce e o composto D-limoneno foram os que apresentaram maior percentual de mortalidade, sendo 98,68%, 94,11% e 69,03%. O óleo com menor valor foi o de laranja amarga, o qual diferiu dos dois primeiros tratamentos com 48,52%. As CL50 e CL90 para o óleo de laranja doce foram de 2,21% e 3,55% e para o óleo de limão siciliano foram de 0,72% e 2,91%, respectivamente. Os óleos de laranja doce e limão siciliano demonstraram ser promissores no controle D. brevipes.

Orientador: Renate Krause-Sakate / Coorientador: Julio Massaharu Marubayashi / Banca: Marcelo Agenor Pavan / Banca: Valdir Atsushi Yuki / Resumo: A mosca-branca, Bemisia tabaci Gennadius (Hemiptera: Aleyrodidae) é uma das mais importantes pragas e, além disso, é vetora de vírus de plantas. B. tabaci é comumente classificada como um complexo de espécies crípticas, das quais se destacam as duas espécies invasivas, Middle East-Asia Minor 1 (MEAM1), predominante no Brasil, e a espécie Mediterranean (MED), recentemente detectada no país. Para a espécie MED se desconhece sua habilidade na transmissão de vírus encontrados no Brasil. Diante disso, o objetivo desse trabalho foi avaliar o potencial de transmissão do carlavírus Cowpea mild mottle virus (CpMMV); do crinivírus Tomato chlorosis virus (ToCV) e dos begomovírus Tomato severe rugose virus (ToSRV) e Bean golden mosaic virus (BGMV). Para aquisição do vírus pela espécie MED e MEAM1, o período de acesso de aquisição (PAA) e o período de acesso de inoculação (PAI) foram de 24h no escuro a 30°C, utilizando-se dez insetos por planta testada. Os ensaios de transmissão demonstram que a população da espécie MED abrigando 97 % de Hamiltonella, 33 % de Rickettsia e 12 % de Arsenophonus de endossibiontes secundários, denominada de MED2, transmitiu o BGMV e o CpMMV com 100 % de eficiência, enquanto que a população de MED ( MED1) contendo 14 % de Hamiltonella e 29 % de Rickettsia transmitiu o BGMV e o CpMMV com 56,6 % e 53,3 % de eficiência, respectivamente. Comparativamente a espécie MEAM1 com 98 % deHamiltonella e 91 % de Rickettsia transmitiu o BGMV e o CpMMV com 90% de eficiênci... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The whitefly, Bemisia tabaci Gennadius (Hemiptera: Aleyrodidae) is one of the most important agriculture pests and also is a virus vector. B. tabaci is considered a complex of criptic species, and Middle East-Asia Minor 1 (MEAM1, formerly known as biotype B) and Mediterranean (MED, biotype Q), are highlighted as the most invasive in world. The ability of MED species, to transmit Brazilian viruses was investigated in this work. The transmission of the carlavirus Cowpea mild mottle virus (CpMMV), the crinivirus Tomato chlorosis virus (ToCV) and the begomovirus Tomato severe rugose virus (ToSRV) and Bean golden mosaic virus (BGMV) was tested by MEAM1 and MED, comparatively. The acquisition access period (AAP) and the inoculation access peiod (IAP) used were of 24h, in the dark conditions at 30°C, using 10 insects per plant tested. The transmission assays demonstred that the population of the MED speciesthat harbor 97 % of Hamiltonella, 33 % of Rickettsia and 12 % of Arsenophonus secondary endosymbionts, denominated MED2, transmitted the BGMV and the CpMMV with 100 % efficiency, while the MED (MED1) population with 14 % of Hamiltonella and 29 % of Rickettsia transmitted the BGMV and the CpMMV with 56,6 % and 53,3 % efficiency, respectively. Comparatively, the MEAM1 species with 98 % ofHamiltonella and 91 % of Rickettsia transmitted the BGMV and the CpMMV with 90% of efficacy.In relation to the ToSRV, both MED populations tested transmitted this begomovirus with 83,3 % efficiency, while the MEAM1 species transmitted with 80 % efficiency. The crinivirus ToCV was transmitted by MED1 and MED2 with 93,3 % and 83,3 % efficiency, respectively, and with 80% efficiency by MEAM1. The transmission assays showed that the Mediterranean species, detected recently in Brazil, is an excelent vector of the whitefly transmitted viruses found in Brazil. / Mestre

Submitted by Dominick Jesus (dominickdejesus@hotmail.com) on 2016-01-21T18:45:20Z No. of bitstreams: 2 Dissertação_Silvia Fernanda Mardegan.pdf: 622878 bytes, checksum: 2a250b80b8de130adf89134249fc48c0 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-21T18:45:20Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação_Silvia Fernanda Mardegan.pdf: 622878 bytes, checksum: 2a250b80b8de130adf89134249fc48c0 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2007-03-09 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Vegetations growing on white-sand soils, which are known as “campinas” are very much different of those on terra-firme dense forests, in terms of structure and dynamics. In addition, soils of “campina” are very poor in nutrients, presenting a more closed cycling. The aim of this work was to investigate the dynamics of N- cycling using the 15 N natural abundance of leaf and soil. The studied site was a gradient “campina” to “campinarana” (transition between “campina” and dense forest) vegetation at Reserva Biológica da Campina of INPA. It was determined the 15 N natural abundance of the soils and eight tree species that co-occur in the site. The main questions were: does the vegetation physiognomy influence the isotopic composition of the studied tree species? If there is a variation, is it influenced by the use of many strategies to acquire N-sources? And how different is “campina” 15 N natural abundance in relation to dense forest? Vascular epiphytes (Araceae, Bromeliaceae and Orchidaceae) that were present in the studied trees had their isotopic composition determined as well in order to compare their own signatures with their host ones and to determine their possible N souces. The δ 15 N values for the studied tree species were very similar to those found in other N-limitated ecosystems, ranging from -9,6 to +1,6 ‰. Aldina heterophylla Spruce ex Benth (Caesalpiniaceae) had more enriched values than the non-leguminous species, which could have been divided into two groups. This could be an evidence of the use of N sources on different depths or even from micorrhizal fungi association. It was observed a progressive enrichment in the isotopic signatures toward “campinarana” site. The observed values showed that rainfall and temperature are not the unique factor influencing the isotopic composition of these vegetations. Epiphytes δ 15 N values were higher than their host trees ones, also being divided into groups accordingly to the main N source acquired. The use of different N sources seems to be a common strategy for both epiphytic plants and tree species, since they occur in nutritionally stressed environments. / Formações vegetais de areia branca são caracterizadas por apresentar estrutura e funcionamento diferenciado em relação à floresta densa de terra-firme. Também apresentam uma menor disponibilidade de N e uma ciclagem mais fechada. O objetivo deste trabalho foi investigar os aspectos da ciclagem do nitrogênio em campinas e campinaranas, utilizando a abundância natural de 15 N de folhas e solos ocorrentes em um gradiente campina – campinarana – floresta densa, na Reserva Biológica de Campina – INPA, Manaus – AM. Foram medidas as abundâncias naturais de 15 N em solos e em oito espécies árboreas que co-ocorrem nestas formações vegetais. As seguintes hipóteses foram levantadas: se a variação da fisionomia das formações vegetais influencia na composição isotópica das espécies; se há variação nos valores apresentados pelas formações vegetais sobre areia branca, indicando a utilização de diferentes estratégias para a obtenção de N; e quanto a abundância natural de 15 N desta vegetação difere em relação à floresta densa. Epífitas vasculares (Araceae, Bromeliaceae e Orchidaceae) que se desenvolviam nas árvores estudadas também tiveram suas composições isotópicas medidas, para comparar suas assinaturas às de suas hospedeiras e determinar quais as possíveis fontes de nitrogênio. Os valores de δ 15 N das espécies arbóreas estudadas foram muito semelhantes aos observados em outros ambientes limitados por N, variando de -9,6 a +1,6 ‰. Aldina heterophylla Spruce ex Benth (Caesalpiniaceae) apresentou valores mais enriquecidos do que as espécies não- leguminosas, que puderam ser divididas em dois grupos. Isto pode ser indício da utilização de fontes de N em diferentes profundidades, bem como da utilização de N oriundo da associação com fungos micorrízicos. Foi observado um enriquecimento progressivo nas assinaturas isotópicas das espécies na campinarana. Os baixos valores observados demonstram que a pluviosidade e a temperatura não são os únicos fatores influenciando a composição isotópica destas formações vegetais. Os valores de δ 15 N das epífitas foram mais enriquecidos do que os de suas hospedeiras, também sendo divididos em grupos de acordo com a principal fonte de N utilizada. A utilização de fontes diferenciadas parece ser uma estratégia comum tanto para as epífitas como para as árvores, uma vez que ambas se desenvolvem em ambientes nutricionalmente estressantes.

As culturas órfãs se caracterizam por possuírem reduzida área cultivada e baixo valor econômico. Entre as culturas menores de destaque no Brasil e no mundo estão as culturas do feijão (Phaseolus vulgaris L.) e da aveia (Avena sativa L.). As plantas daninhas destacam-se como um dos principais limitantes nos rendimentos dessas culturas. Entre as contribuições da ciência para o manejo de plantas daninhas para diminuir os danos às culturas órfãs incluem-se a busca de novos herbicidas e o incremento da habilidade competitiva das plantas cultivadas. Os objetivos deste trabalho foram: a) avaliar a tolerância de feijão ao herbicida tembotrione; b) avaliar o anidrido naftálico como protetor para aumentar a tolerância do feijão ao tembotrione; c) averiguar as mudanças morfológicas ocorridas no aumento da densidade de plantas; d) determinar se a densidade de plantas afeta a eficácia de herbicidas; e) investigar se a aplicação sequencial ajuda no controle de plantas em alta densidade; f) mensurar a magnitude da competição entre aveia e azevém; g) avaliar a habilidade competitiva de dois genótipos de aveia de porte alto e porte baixo quando em competição com azevém; h) verificar o impacto de inibidores de giberelina em genótipos de aveia com infestação de azevém, determinando o possível aumento do rendimento na cultura A seletividade de tembotrione nas plantas de feijão é dependente da dose. Há morte de plantas e perda de produtividade de grãos quando o herbicida é aplicado em dose superior a 10,5 g ha-1. Quando usado anidrido naftálico na cultivar de feijão IAC Imperador não houve aumento da tolerância ao herbicida tembotrione. A morfologia vegetal é dependente da densidade de plantas. A eficácia de herbicida é afetada pela densidade de plantas e pela espécie de planta utilizada. A aplicação sequencial de herbicidas não demonstrou maior eficácia, quando comparada às aplicações em uma única aspersão. As plantas de aveia foram mais competitivas do que as de azevém. As plantas de aveia de porte alto demonstraram maior habilidade competitiva que as de porte baixo. O uso de inibidor de ácido giberélico em pós-emergência na cultura da aveia favoreceu o manejo do azevém e incrementou o rendimento de grãos de cultivar de porte alto. / The orphan crops are characterized by having reduced grown area and low economic value. Among the main minor crops in Brazil and the world are the common bean (Phaseolus vulgaris L.) and oats (Avena sativa L.). The weeds are among the main limiting to crops grain yield. The contributions of science to reduce the impact of weeds on crops include the search of new herbicides and the increased of the competitive ability of cultivated plants. The objectives of this study were: a) to evaluate the bean tolerance to the herbicide tembotrione; b) to assess the potential of anhydride naphthalic to increase the common bean tolerance to tembotrione; c) to evaluate the morphological changes due to the increase of plant density; d) to determine whether the plant density impacts the performance of herbicides; e) to investigate whether sequential herbicide application increases plant control at high density; f) to measure the magnitude of the competition between oats and Italian ryegrass; g) to evaluate the competitive ability of two oat genotypes with Italian ryegrass; h) to verify the impact of gibberellin inhibitors on oat genotypes infested with ryegrass, determining possible increase on the crop yield Tembotrione selectivity to common bean plants is dose dependent. There is plant death and grain yield loss when the herbicide is applied on rates superior to 10.5 g ha-1. Anhydride naphthalic used on common bean cv. IAC Imperador did not increase the crop tolerance to tembotrione. The plant morphology is density dependent. The herbicide efficacy is density dependent. The sequential application of herbicides did not increase the herbicide efficacy. The oat plants were more competitive than Italian ryegrass. Tall oat plants showed greater competitive ability that low plants. The use of gibberellic acid inhibitor in post-emergence of oat plants helped the Italian ryegrass management and increased the grain yield of tall oat plants.