O Andropogon L. é uma gramínea forrageira, amplamente distribuída em áreas de Cerrado e com períodos de seca prolongada. Apresenta características de ser denso com grandes touceiras e com inflorescência plumosa, tendo uma elevada capacidade na disseminação de suas sementes. Por sua vez, as sementes são consideradas principais fontes de abrigo e transporte de agentes patogênicos para áreas livres de doenças. No Tocantins, não há registros de trabalhos que relacionem a incidência de fungos em sementes de Andropogon como causadores de doenças em culturas de importância agrícola. Da mesma forma, não há pesquisas sobre o transporte, transmissibilidade e patogenicidade de fungos associados à suas sementes. O trabalho objetivou avaliar a qualidade sanitária de sementes do Andropogon, a transmissão de fungos via semente-plântula e a patogenicidade à plantas de outras espécies de importância agrícola, e também realizar a caracterização morfológica e molecular de Curvularia sp. isolados de sementes de Andropogon. Os experimentos foram conduzidos no Laboratório de Pesquisa em Fitopatologia, Laboratório de Controle Biológico de Doenças e Casa de Vegetação da Universidade Federal do Tocantins. No capítulo 1, utilizou-se o método blotter test para a avaliação da sanidade das sementes com e sem desinfestação. A incidência dos fungos foi avaliada a partir da análise individual das sementes com auxílio de microscópio estereoscópico e ótico. A germinação das sementes foi avaliada após 10 dias de instalação do teste, juntamente com a identificação de fungos associados às sementes não germinadas. Para os fungos detectados na análise sanitária avaliou-se a capacidade de transmissão via semente-plântula. A patogenicidade dos fungos oriundos das sementes de Andropogon foi avaliada por meio da inoculação na própria planta e também foi avaliada a capacidade destes fungos em infectar outras plantas de interesse econômico. No capítulo 2, a identificação morfológica foi realizada a partir de observações macro e micromorfológicas utilizando-se como base as características descritas na literatura quanto ao aspecto da colônia e conídios de Curvularia sp. A caracterização molecular foi realizada a partir da extração do DNA, amplificação e sequenciamento da região do gene Clg2p. A transmissão foi avaliada a partir da semeadura de sementes sem tratamento com fungicidas, onde ao final de 40 dias observou-se sintomas típicos de mancha foliar de Curvularia. A patogenicidade foi avaliada a partir da inoculação de suspensão de conídios de Curvularia sp. nas folhas de plantas sadias, observando ao final de 10 dias, se houve sintomas do patógeno. Foram identificados e quantificados nas sementes de Andropogon L. fungos dos gêneros Alternaria sp., Bipolaris sp., Curvularia sp., Fusarium sp., Phoma sp., Aspergillus sp., Cladosporium sp., Penicillium sp. e Rhizopus sp. A realização da desinfestação das sementes reduziu os fungos presentes nas sementes. O fungo Curvularia sp. foi transmitido das sementes para as plantas de Andropogon. As sementes de Andropogon L. transportaram e disseminaram fungos que uma vez inoculados causaram infecção na própria planta e em outras culturas de importância econômica, tais como: arroz, feijão-caupi, melancia, melão, milho, sorgo e aos capins marandu, mombaça, piatã e quicuia. Baseado em marcadores morfológicos e moleculares, o fungo identificado com elevada incidência associado às sementes de Andropogon coletadas em diferentes regiões produtoras agrícolas, trata-se de Curvularia lunata. C. lunata é transmitido para as plantas de Andropogon via semente, sendo patogênico a esta espécie de gramínea forrageira, causando manchas necróticas foliares. / Andropogon L. is a forage grass, widely distributed in Cerrado areas and with prolonged drought periods. It presents dense characteristics with large clumps and with plumose inflorescence, with high capacity in the seeds dissemination. In turn, seeds are considered the main sources of shelter and transport of pathogens to disease-free areas. In Tocantins, there are no studies records relate the fungi incidence in Andropogon grass seeds as diseases cause in agricultural importance crops. Likewise, there is no research about the transport, transmissibility and pathogenicity of fungi associated with their seeds. The work aim was evaluate the sanitary quality of Andropogon grass seeds, the fungi transmission by seed-seedlings and the fungis pathogenicity to other species plants of agricultural importance, and also perform the Curvularia sp. morphological and molecular characterization, isolated from Andropogon grass seeds. The experiments were conducted at the Phytopathology Research Laboratory, Biologic Control of Disease Laboratory and green house of Tocantins Federal University. In chapter 1, the blotter test method was used to evaluate seed health with and without disinfestation. The fungi incidence was evaluated from seeds individual analysis using stereoscopic and optical microscope. The seeds germination was evaluated after 10 days after test installation, together with the fungi identification associated with non-germinated seeds. For the detected fungus in the sanitary analysis was evaluated the transmission capacity of seed-seedling. The fungi pathogenicity from the Andropogon seeds grass was evaluated by inoculation in the plant itself and was also evaluated the ability of these fungi to infect other plants of economic interest. In chapter 2, the morphological identification was performed from macro and micromorphological observations using as basis the characteristics described in literature regarding the aspect of the colony and conidia of Curvularia sp. Molecular characterization was performed from DNA extraction, amplification and sequencing gene Clg2p region. Transmission was evaluated from seed sowing whitout treatment with fungicides, where at the end of 40 days typical leaf spot symptoms of Curvularia. The pathogenicity was evaluated from the inoculation of conidia suspension on leaves of healthy plants, observing at the end 10 days, if there were symptoms of the pathogen. Were identified and quantified in the seeds of Andropogon L. fungi of the genera Alternaria sp., Bipolaris sp., Curvularia sp., Fusarium sp., Phoma sp., Aspergillus sp., Cladosporium sp., Penicillium sp. and Rhizopus sp. The seed disinfestation reduced the fungi present in the seeds. The fungus Curvularia sp. it was transmitted seed to Andropogon plant. Andropogon L. seeds carried and spread fungi the once inoculated caused infection in the plant itself and other economically important crops, such as rice, cowpea, watermelon, melon, corn, sorghum and grasses marandu, mombaça, piatã and quicuia. Based on morphological and molecular markers, the fungus identified with high incidence associated with Andropogon seeds collected in different agricultural producing regions, is Curvularia lunata. C. lunata is transmitted to plants of Andropogon by seed, being pathogenic to this species of forage grass, causing foliar necrotic spots.

O Brasil é um dos principais produtores mundiais de Eucalyptus spp., mas a produção dessa cultura tem sido comprometida por perdas causadas pelo fungo Puccinia psidii Winter, agente causal da ferrugem do eucalipto. Compreender os mecanismos moleculares da patogenicidade desse fungo, conhecer a composição química de variedades de Eucalyptus spp. resistentes e suscetíveis ao fitopatógeno e ter em mãos uma ferramenta de diagnóstico precoce da doença são conhecimentos de fundamental importância para o desenvolvimento de estratégias de controle do fitopatógeno. Uma das principais barreiras que limitam o estudo molecular de P. psidii é o fato dessa espécie ser biotrófica obrigatória, tendo seu desenvolvimento in vitro limitado. Estudos de investigação a respeito de fungos biotróficos obrigatórios são realizados principalmente in planta e em estágios tardios da doença, deixando grande parte do conhecimento dos processos iniciais de infecção desconhecidos. Informações a respeito dos estágios iniciais da infecção, nos quais diversas estruturas típicas são formadas e podem indicar importantes características sobre fungos biotróficos, são de difícil acesso em estudos in planta em função da grande quantidade de material vegetal em relação à quantidade de material do fitopatógeno, que não é passível de ser removido completamente das amostras analisadas. Dessa forma, o presente projeto de pesquisa foi realizado com os objetivos de desenvolver um protocolo para induzir a germinação e a morfogênese estrutural in vitro de P. psidii, identificar genes candidatos relacionados à diferenciação das estruturas de infecção e de fatores de virulência, caracterizar os metabólitos presentes nas ceras cuticulares de folhas de Eucalyptus grandis resistentes e suscetíveis à ferrugem do eucalipto e desenvolver uma metodologia sensível e eficaz para detectar, quantificar e monitorar a presença de P. psidii em folhas de Eucalyptus grandis assintomáticas. Os dados obtidos no presente trabalho podem auxiliar a compreensão da interação planta-patógeno durante os estágios iniciais de infecção da ferrugem e colaboram para o entendimento da biologia do fitopatógeno para que no futuro sejam desenvolvidas melhores estratégias de controle de P. psidii em plantios de eucalipto. / Brazilian production of Eucalyptus spp. is one of the greatest in the world but it has been affected by Puccinia psidii Winter, the causal agent of eucalyptus rust. The comprehension of molecular mechanisms of pathogenicity and chemical composition of resistant and susceptible eucalyptus plants as well as having a molecular tool for early detection of the disease in field can be used for the development of improved control strategies against this phytopathogen. Molecular studies of P. psidii is limited because it is an obligate biotrophic fungus with limited in vitro development. Biotrophic fungi investigations are made mainly in planta at late developmental stages of the disease. This way, most information of early stages of infection as the development of specialized structures of biotrophic fungi are little understood. The study of early stages of the infection process of biotrophic fungi in planta is hampered by the high amount of plant material in relation to fungi material which is difficult to be obtained in an isolated form for analysis. In this work we developed a protocol to increase in vitro germination and structural differentiation of P. psidii and used this protocol to obtain isolated fungi material for the identification of candidate genes related with virulence factors and initial structural morphogenesis. Moreover, we analyzed the composition of metabolites present in the cuticular wax of leaves from resistant and susceptible E. grandis plants and developed a methodology for the detection of P. psidii in asymptomatic leaves of Eucalyptus grandis. Data obtained in this work help the comprehension of E. grandis-P.psidii interaction at early stages of the infection process and can be used for the development of improved control strategies of eucalyptus rust.

Made available in DSpace on 2014-07-29T16:24:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Vanessa D Dias.pdf: 1360523 bytes, checksum: 2c315f161f69d4ede2c7375a35216403 (MD5) Previous issue date: 2012-03-02 / The sugarcane production areas are increasing in Brazil due to increased ethanol consumption by flex fuel cars. The planted area is growing, but productivity has been declining in recent years, and factors such as incidence of diseases in the crop may be contributing to this situation. Among the diseases, bacteria such as scald of the leaves and ratoon stunting disease, are of great importance to the crop because they can reduce productivity by up to 30% and the symptoms are not always displayed in the field, thus requiring advanced techniques to detect such bacterial diseases. Among the most used techniques for diagnosis serological tests are quite common, which has as main advantage the capacity of quantitative detection of the presence of bacteria in the culms. However, this detection is only possible if the bacterial title is relatively high. The PCR technique method is more sensitive for detecting low levels of bacteria in stems, but the DNA extractions should be performed in order to purify the DNA to reduce the presence of inhibitory substances in the extract. Thus in this study five different methods of DNA extraction of Xanthomonas albilineans and Leifsonia xyli subsp. xyli were tested and performed in three steps: pure bacteria, bacteria inoculated directly in the extract from five different varieties of sugarcane, and extract from a stem knowingly infected with these bacteria. The results indicate that the amplifications occur more frequently when the products and repeatability of the extractions are diluted by 10-4 in the Leaf Scald. Without this diluition steps, the amplification does not occur, even with the method of DNA extraction considered as a standard. Thus, it is concluded that the detection does not happen if the DNA extraction product is not diluted at least 1000 times, which should prevent the action of inhibitory factors that can hinder the PCR reactions. As for the ratoon stunting disease additional studies are needed to enable its detection by PCR. / O cultivo de cana-de-açúcar está em expansão no Brasil, devido ao crescente consumo de etanol por carros bicombustíveis. A área plantada está em crescimento, mas a produtividade nos últimos anos vem decrescendo, e fatores como incidência de doenças podem estar contribuindo para tal situação. Dentre as doenças, as bacterianas, como o Raquitismo das Soqueiras e a Escaldadura das Folhas, possuem grande importância para a cultura, pois podem reduzir a produtividade em até 30% e nem sempre os sintomas são visualizados em campo, necessitando assim de técnicas avançadas de detecção. Dentre as técnicas para diagnose, a mais utilizada por laboratórios são os testes sorológicos, que tem como vantagem detectar quantitativamente a presença das bactérias nos colmos mas, no entanto, possui a desvantagem de detectar somente quando a população bacteriana está relativamente alta. A técnica de PCR é mais sensível, detectando níveis baixos da população dessa bactéria nos colmos, e as etapas de extrações de DNA devem purificar o DNA para a redução da presença de substâncias inibidoras presentes no extrato. Assim, neste trabalho foram testadas cinco diferentes metodologias de extração de DNA para Xanthomonas albilineans e Leifsonia xyli subsp. xyli realizadas em três fontes: bactérias puras, bactérias adicionadas diretamente no caldo de cinco diferentes variedades de cana-de-açúcar, e caldo de colmos infectados com as bacterioses. Os resultados demonstram que as amplificações acontecem com maior freqüência e repetibilidade quando os produtos das extrações são diluídos em uma proporção de 10-4 para Escaldadura das folhas. Sem diluições as amplificações não ocorrem, mesmo com o método de extração de DNA com elevado grau de pureza, tal como CTAB. Assim, conclui-se que a detecção não ocorre se o produto das extrações de DNA não for diluído ao menos 1000 vezes, provavelmente reduzindo-se desta forma, o nível de inibidores presentes, proporcionando resultados positivos na técnica de amplificação via PCR. Para Raquitismo das soqueiras não conseguimos detectar Leifonia xyli subsp. xyli através de métodos rápidos de extração de DNA.

O Brasil é um dos principais produtores mundiais de Eucalyptus spp., mas a produção dessa cultura tem sido comprometida por perdas causadas pelo fungo Puccinia psidii Winter, agente causal da ferrugem do eucalipto. Compreender os mecanismos moleculares da patogenicidade desse fungo, conhecer a composição química de variedades de Eucalyptus spp. resistentes e suscetíveis ao fitopatógeno e ter em mãos uma ferramenta de diagnóstico precoce da doença são conhecimentos de fundamental importância para o desenvolvimento de estratégias de controle do fitopatógeno. Uma das principais barreiras que limitam o estudo molecular de P. psidii é o fato dessa espécie ser biotrófica obrigatória, tendo seu desenvolvimento in vitro limitado. Estudos de investigação a respeito de fungos biotróficos obrigatórios são realizados principalmente in planta e em estágios tardios da doença, deixando grande parte do conhecimento dos processos iniciais de infecção desconhecidos. Informações a respeito dos estágios iniciais da infecção, nos quais diversas estruturas típicas são formadas e podem indicar importantes características sobre fungos biotróficos, são de difícil acesso em estudos in planta em função da grande quantidade de material vegetal em relação à quantidade de material do fitopatógeno, que não é passível de ser removido completamente das amostras analisadas. Dessa forma, o presente projeto de pesquisa foi realizado com os objetivos de desenvolver um protocolo para induzir a germinação e a morfogênese estrutural in vitro de P. psidii, identificar genes candidatos relacionados à diferenciação das estruturas de infecção e de fatores de virulência, caracterizar os metabólitos presentes nas ceras cuticulares de folhas de Eucalyptus grandis resistentes e suscetíveis à ferrugem do eucalipto e desenvolver uma metodologia sensível e eficaz para detectar, quantificar e monitorar a presença de P. psidii em folhas de Eucalyptus grandis assintomáticas. Os dados obtidos no presente trabalho podem auxiliar a compreensão da interação planta-patógeno durante os estágios iniciais de infecção da ferrugem e colaboram para o entendimento da biologia do fitopatógeno para que no futuro sejam desenvolvidas melhores estratégias de controle de P. psidii em plantios de eucalipto. / Brazilian production of Eucalyptus spp. is one of the greatest in the world but it has been affected by Puccinia psidii Winter, the causal agent of eucalyptus rust. The comprehension of molecular mechanisms of pathogenicity and chemical composition of resistant and susceptible eucalyptus plants as well as having a molecular tool for early detection of the disease in field can be used for the development of improved control strategies against this phytopathogen. Molecular studies of P. psidii is limited because it is an obligate biotrophic fungus with limited in vitro development. Biotrophic fungi investigations are made mainly in planta at late developmental stages of the disease. This way, most information of early stages of infection as the development of specialized structures of biotrophic fungi are little understood. The study of early stages of the infection process of biotrophic fungi in planta is hampered by the high amount of plant material in relation to fungi material which is difficult to be obtained in an isolated form for analysis. In this work we developed a protocol to increase in vitro germination and structural differentiation of P. psidii and used this protocol to obtain isolated fungi material for the identification of candidate genes related with virulence factors and initial structural morphogenesis. Moreover, we analyzed the composition of metabolites present in the cuticular wax of leaves from resistant and susceptible E. grandis plants and developed a methodology for the detection of P. psidii in asymptomatic leaves of Eucalyptus grandis. Data obtained in this work help the comprehension of E. grandis-P.psidii interaction at early stages of the infection process and can be used for the development of improved control strategies of eucalyptus rust.