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

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

A soja é uma cultura de importância econômica fundamental e o Brasil está entre os principais produtores mundiais. Nos programas de melhoramento, entre os métodos usados para escolha de genitores estão os cruzamentos dialélicos, em que todos os genitores são cruzados entre si, dois a dois. O uso desta metodologia tem sido eficiente na busca por genótipos superiores. O objetivo principal deste trabalho foi avaliar o potencial de cruzamentos de soja em termos de precocidade e produtividade(PG), por meio de estimativas de heterose e das capacidades geral (CGC) e específica(CEC) de combinação e, também, estimar a reação dos cruzamentos ao fungo da ferrugem asiática. Os genitores utilizados no dialelo completo 10x10 foram: 1) USP 233-4201-09; 2) USP 223-2113-09; 3) IAC-17; 4) FT- COMETA; 5) CD 216; 6) FT 81-2706; 7) CB 07-958-B; 8) BMX POTÊNCIA RR; 9) AS 7307 RR; 10) TMG 4011 RR. Foi utilizado o delineamento de blocos em todos os experimentos. Em 2013/14 foi avaliada a geração F2 do dialelo. Os genitores que mais se destacaram com CGC negativas, contribuindo para redução do ciclo (maior precocidade) foram USP 223-4201-09, USP 223-2113-09, TMG 4011 RR e, principalmente, CB 07-958-B com contribuição para redução superior a cinco dias no ciclo. Este genitor também se destacou em relação à heterose per se (heterose de variedades ou genitores = hi ), ao lado dos genitores CD 216 e FT-COMETA. Constatou-se que o genitor CB 07-958-B possui maior concentração de genes dominantes, os quais agem no sentido de tornar os genótipos mais precoces. O genitor que apresentou maior concentração de alelos favoráveis para PG foi 3) IAC-17. O cruzamento com maior destaque para PG foi 1 x 5 = USP 223-4201-09 x CD 216, com média de 5623Kg ha-1. Todos os cruzamentos apresentaram médias de PG superiores ao do melhor genitor. Em 2014/15 (geração F2:3) foram conduzidos dois experimentos com manejos de doenças por fungicidas: um com controle da ferrugem e outras doenças fúngicas, incluindo as doenças de fim de ciclo e outro com apenas o controle de outras doenças fúngicas, excluindo-se a ferrugem. O contraste entre os dois manejos com fungicidas permitiu uma estimativa da tolerância. As estimativas do efeito ferrugem foram significativas para sete e 17 cruzamentos, respectivamente para PG e peso de cem sementes (PCS); os demais cruzamentos foram considerados tolerantes. Foram obtidas as seguintes conclusões: a escolha dos genitores para compor o dialelo foi adequada, uma vez que as análises de capacidade combinatória e da heterose mostraram que eles contribuíram para o aumento da precocidade e da produtividade dos cruzamentos na geração F2, além da maioria dos cruzamentos mostrarem tolerância à ferrugem na geração F2:3; existe variabilidade para o ciclo da cultura, a qual pode ser aproveitada futuramente para selecionar linhagens mais precoces; os cruzamentos mostraram excelente potencial produtivo, com algumas médias superando a produtividade nacional; progressos adicionais para tolerância à ferrugem poderão ser obtidos com a prática de seleção entre e dentro de cruzamentos em gerações mais avançadas. / Soybean is an economicaly important culture worldwide, and Brazil is among the largest world producers. In breeding programs, a very useful method used to choice of parents is the diallel, where all parents are crossed in biparental combinations. The use of this methodology has been effective in generating superior genotypes. This research aimed to evaluate the potential of soybean crosses in terms of earliness and seed yield(PG) by estimating heterosis, general (CGC) and specific (CEC) combining abilities, besides to estimate the reaction of crosses to the fungus of soybean rust. The parents used in the 10x10 complete diallel system were: 1) USP 233-4201-09, 2) USP 223-2113-09, 3) IAC-17, 4) FT-COMETA, 5) CD 216, 6) FT 81-2706, 7) CB 07-958-B, 8) BMX POTENCIA RR, 9) AS 7307 RR, 10) TMG 4011 RR. The randomized complete-block design was used in all experiments. In 2013/14, it was evaluated the F2 generation of the 45 diallel crosses. The parents who stood out with negative estimates of CGC, helping to reduce cycle (higher earliness) were USP 223-4201-09, USP 223-2113-09, TMG 4011 RR and, especially CB 07-958-B with average reduction of more than five days in the cycle. This parent, jointly with CD 216 and FT-COMETA, also stood in relation to heterosis per se (varietal or parental heterosis = hi). It was found that the parent CB 07-958-B has the highest concentration of dominant genes for earliness. The parent with the highest concentration of favorable alleles for PG was 3) IAC-17. The most outstanding cross for PG was 1x5=USP 223-4201-09 CD x 216, averaging 5623Kg ha-1. All crosses showed average PG higher than the best parent. In 2014/15, the F2:3 generation was evaluated through two disease managements with fungicide applications designed to control: a) the rust and other late season leaf diseases (DFC); b) DFC, except rust. The contrast between adjusted means of these two managements with different fungicides allowed an estimation of the tolerance for each genotype. The estimates of rust effect were significants for seven and 17 crosses, respectively to PG and one-hundred seed weight (PCS); the remaining crosses were considered as rust tolerants. The following conclusions were obtained: the choice of parents to compose the diallel was adequate, since the analysis of combining abilities and heterosis showed that they contributed to increase earliness and PG of the crosses in the F2 generation, besides most crosses showed tolerance to rust in the F2:3 generation; there is variability in the crop cycle, which can allow the selection of earlier lines in the future; crosses showed great seed yield potential, with some surpassing the national soybean average; further progress to rust tolerance may be obtained from the practice of selection among and within crosses in later generations.

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

Entre os maiores desafios existentes para a cultura da soja, os estresses bióticos e abióticos se destacam e a incidência de patógenos como a ferrugem asiática, causam grandes perdas aos produtores. No Brasil, a ferrugem é a principal causa de prejuízos nas lavouras e estratégias para o seu controle mais eficiente são necessárias. O melhoramento genético para a tolerância constitui uma importante ferramenta para manter a ferrugem em níveis abaixo de dano econômico por um período mais duradouro. Outro aspecto importante da cultura da soja é relacionado com a sua utilização, destacando-se a produção de farelo com alto teor de proteína e de óleo comestível e combustível. Apesar de apresentar uma rica composição nutricional, o seu uso direto na alimentação humana ainda não é comum no Brasil. Uma das formas de incluir a soja na dieta é na forma de hortaliça, também conhecida como Edamame, em que as vagens são colhidas ainda verdes ou imaturas (estádio R6) e os grãos consumidos após breve cozimento. Contudo, poucos esforços têm sido dedicados para desenvolver novos genótipos com boa performance agronômica e adequados ao consumo humano. O presente trabalho teve o objetivo de avaliar genótipos de soja para a produção de soja hortaliça que apresentem tolerância à ferrugem. Para isto foram realizados cruzamentos entre seis genitores com boas características agronômicas em um esquema dialélico 6x6, gerando 15 cruzamentos. Estes genótipos foram avaliados nas gerações F2 e F3 para a produtividade e o tamanho das sementes, sendo que na geração F3, foram adicionados outros dez caracteres. Nas duas gerações, foi estimada a sua tolerância à ferrugem, utilizando manejos diferentes da doença com fungicidas. Foram realizadas análises de variância individuais e conjuntas, agrupamento de médias, análises dialélicas, tendo sido estimados os coeficientes de herdabilidade e correlações entre os caracteres. As análises mostraram a existência de variabilidade entre os genótipos avaliados e indicaram que os cruzamentos apresentaram desempenho superior aos genitores para caracteres importantes. O uso dos diferentes manejos da ferrugem com fungicidas mostrou-se eficiente uma vez que foi possível identificar genótipos tolerantes. Além disso, foram detectadas interações genótipos x ambientes significativas, fato que representou um desafio para a seleção dos melhores genótipos. Os genitores BRS 267, USP 13-66.136 e USP 13-19.007 destacaram-se por apresentar estimativas altas de capacidade de combinação e os cruzamentos USP 13-66.136 x USP 13-19.007, USP 13-66.136 x USP 13-19.034, BRS 267 x USP 13-19.007 e Tengamine x USP 13-19.007 apresentaram os melhores desempenhos. As estimativas de capacidade específica de combinação (Sii) dos genitores indicaram a existência de divergência entre eles e os caracteres apresentaram altas herdabilidades. A magnitude e a significância das correlações indicaram a possibilidade de seleção de genótipos precoces com sementes grandes e, também, evidenciaram que a seleção de genótipos com período mais longo entre R6 e R7 (SGR6) beneficia a produtividade. Portanto, foi possível identificar genitores e cruzamentos promissores para o desenvolvimento de novas linhagens apropriadas para a produção de soja hortaliça com tolerância à ferrugem. / Among the major challenges for soybean cultivation, biotic and abiotic stresses stand out and the incidence of pathogens such as Asian rust can cause extensive losses to farmers. In Brazil, rust is the main cause of crop damage and strategies for a more efficient control are necessary. Breeding for tolerance is an important tool to keep rust below economic damage for a longer period. Another important aspect of the soybean crop is related to its use, which is directed to the production of high-protein meal, edible oil and fuel. Although this legume has a rich nutritional composition, its direct use in the diet is still not common in Brazil. One of the ways to use soybean as food is in the form of vegetable, also known as Edamame, in which the pods are harvested green or immature (R6 stage) and the grains consumed after brief cooking. However, few efforts have been devoted to developing new soybean genotypes with good agronomic performance and characteristics suitable for human consumption. The present research had the objective of evaluating soybean genotypes for the production of vegetable soybean with rust tolerance. For this, crosses between six parents with good agronomic characteristics were performed in a 6x6 diallel scheme, generating 15 crosses. These genotypes were evaluated in the F2 and F3 generations for seed yield and size, and in the F3 generation, ten other traits were added. In both generations, tolerance to rust was estimated in experiments designed for different managements of the disease with fungicides. Individual and joint analyzes of variance, grouping of means, diallel analyzes, and estimation of heritability and correlation coefficients were performed. The analyzes showed the existence of variability among the evaluated genotypes and indicated that the crosses presented superior performance to the parents for important traits. The use of different rust managements with fungicides was efficient, since it was possible to identify tolerant genotypes. In addition, significant genotypes x environments interactions were detected, a fact that represented a challenge for the selection of the best genotypes. The parents BRS 267, USP 13-66136 and USP 13-19007 stood out for presenting high estimates of general combining ability and the crosses USP 13-66136 x USP 13-19007, USP 13-66136 x USP 13-19034, BRS 267 x USP 13-19007 and Tengamine x USP 13-19.007 presented the best performances. Estimates of specific combining ability (Sii) of the parents indicated divergence between them and the traits showed high estimates of heritability. The magnitude and significance of the correlations indicated the possibility of selecting early genotypes with large seeds and showed that the selection of genotypes with a longer period between R6 and R7 (SGR6) benefits seed yield. Therefore, it was possible to identify promising parents and crosses for the development of new lines suitable for the production of vegetable soybean with rust tolerance.

Entre as principais demandas da agricultura brasileira nos últimos anos, destaca-se a necessidade de cultivares de soja com elevado potencial produtivo, resistentes/tolerantes a doenças, em especial à ferrugem asiática da soja e com ciclo reduzido. O trabalho teve como objetivo principal avaliar cruzamentos de soja em diferentes gerações de endogamia e seleção, com ênfase nos caracteres produtividade de grãos, resistência/tolerância à ferrugem e ciclo (precocidade). Os 49 cruzamentos foram obtidos em um dialelo parcial 7x7, avaliados nas gerações F2 e F2:3 por Oliveira (2011) e, neste trabalho, nas gerações F2:4, F2:5, F5:6 e F5:7. Um total de dez experimentos (combinações de anos agrícolas, locais e manejos de doenças) foram realizados em blocos aumentados e ou blocos casualizados. Os dois manejos de doenças compreenderam um experimento com controle das doenças de fim de ciclo (DFC) e da ferrugem, enquanto que no segundo experimento envolveu somente o controle das DFC. Os caracteres avaliados foram: produtividade de grãos (PG), peso de cem sementes (PCS, representando o tamanho das sementes), número de dias para a maturidade (NDM), altura da planta na maturidade (APM), acamamento (AC), valor agronômico (VA), notas de severidade da ferrugem (NF) e taxas de reação à ferrugem (TRF). As TRFs foram estimadas para cada caráter por meio da diferença entre as médias ajustadas de cada genótipo nos dois experimentos com manejos de doenças. Foram realizadas análises de variância, estimativas de herdabilidade, capacidades médias de combinação (CMC), correlações das CMC entre as gerações, correlações entre caracteres, seleção de linhagens experimentais superiores e estimativas dos ganhos com a seleção. As metodologias de avaliação da resistência (NF) e da tolerância (TRF) possibilitaram a discriminação de genótipos superiores quanto à reação à ferrugem, demonstrando evidências de serem complementares e úteis para uso em conjunto. Observou-se maior tendência de haver correlações das CMC entre as gerações para caracteres de alta herdabilidade. A magnitude da variabilidade dentro de cruzamentos oscilou em consequência da seleção e da abertura de progênies e ou linhagens para a maior parte dos caracteres. Apesar das correlações entre os caracteres (NDM x PG e NDM x NF), foram observados ganhos na seleção de genótipos superiores. Os genitores que mais contribuíram para a obtenção de linhagens experimentais com alta produtividade de grãos, resistentes/tolerantes à ferrugem e precoces foram M-Soy 8001 e IAC 100 no Grupo I e USP 70.080 e USP 70.123 no Grupo II do dialelo. / Among the main demands of Brazilian agriculture in recent years highlights the need for soybean cultivars with high yield potential, resistance / tolerance to diseases, mainly Asian soybean rust (FAS) and reduced cycle. The research aimed to study the genetic relationships of soybean crosses in different generations of inbreeding and selection, with an emphasis on the seed yield, resistance/tolerance to rust and cycle (earliness). The 49 crosses was obtained in a partial diallel 7x7, researching the generations F2 and F2: 3 by Oliveira (2011) and, in this work, the generations F2:4, F2:5, F5:6 and F5:7. A total of ten experiments (combinations of agricultural years, locations and disease managements) were performed in augmented block and or randomized complete-block designs. The two managements involved one experiment with control of the late season leaf diseases (DFC) and rust, whereas the second experiment only involved the control of the DFC. The following traits were evaluated : seed yield (PG), one hundred seed weight (PCS, representing the seed size), number of days to maturity (NDM), plant height at maturity (APM), lodging (AC), agronomic value (VA), notes of rust severity (NF) and the rust reaction rates (TRF). The TRFs for each trait were estimated by the difference between the adjusted means of each genotype in the two experiments with diseases managements. There were obtained analyses of variance and estimates of heritability, average combining ability (CMC), the CMC correlations between generations, correlations between traits, selection of superior experimental lines and the selection gains. The methodologies for measuring the rust resistance by severity notes (NF) and the rust tolerance (TRF) allowed the discrimination of genotypes and showed evidences of being complementary and with benefits for use together. Higher evidences of CMC correlations between generations were observed in the high heritability traits. The magnitude of the variability within crosses oscillated due the selection and the progeny/line opening, for most of the traits. Even with negative correlations between traits ( NDM x PG and NDM x NF), there were observed gains in the selection of superior genotypes. The parents who contributed most to obtain experimental lines with high seed yield, rust resistance / tolerance and earliness were M-Soy 8001 and IAC 100 in the Group I, and USP 70.080 and USP 70.123 in the Group II of the diallel.

A videira é uma das plantas mais antigas cultivadas pela humanidade, sendo que no Brasil a uva é a terceira fruta com maior volume de produção, atrás apenas do cultivo das bananas e das laranjas. Apesar da produção rentável, principalmente aos pequenos produtores, o parreiral é susceptível a várias doenças cujo manejo compromete até 59% dos gastos do produtor. No estado de São Paulo, dentre as doenças, três têm destaque: a antracnose (causada pelo Sphaceloma ampelinum), o míldio da videira (causado pelo Plasmopara viticola) e a ferrugem (causada pelo Phakopsora euvitis). Os produtores utilizam controle químico de forma intensa e preventiva, chegando a 100 aplicações de fungicidas em um ciclo de até 120 dias. Os principais fungicidas utilizados são os inibidores da quinona oxidase (QoI), que agem impedindo o transporte de elétrons do citocromo b ao citocromo c1 na cadeia respiratória da mitocôndria. Porém, existem relatos de resistência ao fungicida aplicado no campo em diversos países. As substituições G143A, G137R e F129L na sequência da proteína citocromo b impedem que o fungicida se ligue ao seu sítio alvo. As mutações que levam às substituições estão localizadas em uma das regiões chamada hotspot do gene citocromo b (cytB). Visto que, pela carência de estudos, a resistência genética a esses fungicidas nunca foi relatada no Brasil, o objetivo principal desse trabalho foi sequenciar e caracterizar a região hotspot em isolados de míldio, ferrugem e antracnose provenientes de parreirais do estado de São Paulo. Foram selecionados 35 isolados de 11 locais diferentes; desses, 11 isolados de míldio foram considerados geneticamente resistentes, pois apresentam a mutação para o resíduo alanina na posição 143, e 4 isolados foram considerados geneticamente sensíveis. Os dois isolados de ferrugem selecionados também foram considerados geneticamente sensíveis. Pela estratégia de Genome Walking foi possível sequenciar 65% do gene cytB de um dos isolados brasileiros de P. viticola; foram encontrados poucos polimorfismos e nenhum íntron na sequência analisada. Os resultados obtidos com esse estudo podem servir de suporte para a tomada de decisões de manejo mais adequadas para a realidade da viticultura brasileira; além disso, são importantes para futuros estudos sobre a evolução do patógeno com a pressão seletiva exercida pelos fungicidas. / Grapevine is one of the most ancient cultivated plants and its fruit, grape, is notably important in Brazil, since it is the third most produced, only behind banana and citrus. Although it is rentable especially to smallholders, the vineyard is often attacked by several pathogens and the damages induced by them can compromise up to 59% of the producers\' expenses in order to keep the diseases under control. In Sao Paulo state there are three important diseases that attack vineyards: anthracnose (caused by Sphaceloma ampelinum), downy mildew (caused by Plasmopara viticola) and rust (caused by Phakopsora euvitis). Pest management practices used by the producers relies on intensive and preventive use of fungicides, in which the culture is sprayed 100 times per vineyard\'s growth cycle (that last approximately 120 days). One of the most used fungicides are the quinone oxidase inhibitors (QoI), that act by blocking the electron transport chain at the mitochondria binding at the Qo site of the cytochrome b (cytB) complex. However, there are several reports of the presence of resistant strains in different countries. Resistance is caused by the aminoacids substitutions F129L, G137R and G143A in the cytochrome b protein sequence, that prevent the fungicide molecule binding to its target site. The mutations in the cytB gene that lead to these substitutions are harbored in a region called hotspot for fungicide resistance. Since this type of study was never reported in Brazil, the main purpose of this work was to sequence and characterize the hotspot region of different isolates from anthracnose, downy mildew and rust. Thirty five isolates from eleven different locations were choosen for the study. Eleven of them harbored the mutation that lead to the substitution G143A; these were then considered genetically resistant to the QoI fungicides. On the contrary, four downy mildew and the two rust isolates were considered sensitive to the QoI fungicides, since none of the aminoacids substitutions were observed. Also, by using a technique named Genome Walking it was possible to sequence 65% of cytB gene from a Brazilian downy mildew isolate. In this sequence were found few polymorphisms and none intron. These study findings are unique for Brazilian isolates and might be useful to provide reliable support for the pest management decisions regarding the reality that is found at the vineyards in Brazil. Furthermore, the results presented here are important to the comprehension of pathogen\'s evolution when suffering from a selective pressure caused by the intensive use of fungicides.

Submitted by Angela Maria de Oliveira (amolivei@uepg.br) on 2018-06-19T17:15:59Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) PEDRO HENRIQUE SOARES DE ALMEIDA.pdf: 8669671 bytes, checksum: bf6252d5566d0b626215c08edce94dca (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-19T17:15:59Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) PEDRO HENRIQUE SOARES DE ALMEIDA.pdf: 8669671 bytes, checksum: bf6252d5566d0b626215c08edce94dca (MD5) Previous issue date: 2018-05-15 / O mosaico de imagens é o alinhamento de múltiplas imagens em composições maiores que representam partes de uma cena 3D. Diversos algoritmos de mosaico de imagens foram propostos nas últimas duas décadas. Ao mesmo tempo, o advento contínuo de novos métodos de mosaico torna muito difícil escolher um algoritmo apropriado para uma finalidade específica. Este trabalho teve por objetivo avaliar métodos de mosaico baseados em característica de baixo nível utilizando imagens agrícolas obtidas por meio de Aeronave Remotamente Pilotada (RPA). Algoritmos detectores de característica de baixo nível podem ser invariantes à escala e rotação, dentre outras transformações que comumente ocorrem em imagens agrícolas obtidas por meio de RPA. O detector de cantos de Harris, detector de cantos FAST, detector de característica SIFT e detector SURF foram avaliados de acordo com o desempenho computacional e a qualidade do mosaico gerado. Para avaliar o desempenho, foram levados em consideração fatores como a média de características detectadas por imagem, o número de imagens utilizadas para compor o mosaico e o tempo de processamento (tempo de usuário ou user time). Para avaliar a qualidade, os mosaicos gerados pelos métodos foram utilizados para estimar a severidade da ferrugem asiática da soja e uma comparação com o software comercial Pix4Dmapper foi realizada. Em relação à qualidade, não houve diferença significativa e todos os métodos demonstraram estar no mesmo patamar. O detector SURF, dentre todos os métodos, obteve o pior desempenho utilizando, em média, apenas 33,1% das imagens de entrada para compor os mosaicos. O detector de cantos de Harris mostrou-se como a solução mais rápida, chegando a ser 7,27% mais rápido para compor o mosaico. Porém, em seu último mosaico gerado, o aproveitamento das imagens de entrada foi pobre: apenas 52%. O detector de cantos FAST obteve o melhor aproveitamento das imagens de entrada, porém, descontinuidades significativas de objetos ocorreram em seu último mosaico gerado. Além disso, obteve um tempo de processamento consideravelmente superior ao dos demais métodos, chegando a ser 6,42 vezes mais lento para compor o mosaico. O detector de característica SIFT obteve o segundo melhor tempo de processamento e o segundo melhor aproveitamento das imagens de entrada, sem apresentar problemas de descontinuidades de objetos. Portanto, mostrou-se como o método mais adequado para imagens agrícolas obtidas por meio de RPA. / Image mosaicing is the alignment of multiple images into larger compositions which represent portions of a 3D scene. A number of image mosaicing algorithms have been proposed over the last two decades. At the same time, the continuous advent of new mosaicing methods in recent years makes it really difficult to choose an appropriate mosaicing algorithm for a specific purpose. This study aimed to evaluate low level feature-based mosaicing methods using agricultural images obtained by Remotely Piloted Aircraft (RPA). Low-level feature detecting algorithms can be invariant to scale and rotation, among other transformations that commonly occur in agricultural images obtained by RPA. Harris corner detector, FAST corner detector, SIFT feature detector and SURF detector were evaluated according to the computational performance and the quality of the generated mosaic. To evaluate computational performance, were taken into account factors such as the detected features average per image, the number of images used to compose the mosaic and the processing time (user time). To evaluate quality, the mosaics generated by each method were used to estimate the Asian soybean rust severity and a comparison with the commercial software Pix4Dmapper was performed. Regarding quality, there was no significant difference and all methods proved to be on the same level. SURF detector, among all methods, got the worst performance using, on average, only 33.1% of the input images to compose the mosaics. Harris corner detector proved to be the fastest solution, becoming 7.27% faster to compose the mosaic. However, in its final mosaic, the use of the input images was poor: only 52%. FAST corner detector had the best utilization of the input images, however, significant discontinuities of objects occurred in its final mosaic. In addition, it had a considerably longer processing time than the other methods, becoming 6.42 times slower to compose the mosaic. SIFT feature detector had the second best processing time and the second best utilization of the input images, without presenting object discontinuities problems. Therefore, presented itself as the most suitable method for agricultural images obtained by RPA.

A soja é uma cultura de importância econômica fundamental e o Brasil está entre os principais produtores mundiais. A ferrugem asiática, causada pelo fungo Phakopsora pachyrhizi, é uma doença relativamente recente no Brasil e pode causar grandes perdas na cultura da soja, representadas pela diminuição da produtividade e pelas despesas com aquisição e aplicação de fungicidas. Já existem algumas fontes de genes de resistência vertical para esta doença, mas também já existem casos de quebra de resistência de alguns destes genes principais. A tolerância, definida como a capacidade da planta em suportar o ataque do patógeno sem apresentar perdas significativas, é uma estratégia complementar que pode ser utilizada no controle da ferrugem. O objetivo desta pesquisa foi estudar a tolerância à ferrugem asiática em genótipos experimentais derivados de 45 cruzamentos em dialelo 10 x 10 do Setor de Genética Aplicada às Espécies Autógamas do Departamento de Genética/ESALQ/USP por meio de métodos de estimação do efeito ferrugem e da estabilidade fenotípica em combinações de manejos de fungicidas, locais e anos agrícolas, além de identificar linhagens promissoras para inclusão em futuros programas de melhoramento. Os delineamentos experimentais utilizados foram blocos aumentados de Federer nos anos 2011/12 e 2012/13 e blocos ao acaso estratificados em conjuntos em 2013/14. Em cada ano e local foram realizados dois experimentos: manejo 1, com aplicações de fungicidas para o controle da ferrugem e outras doenças fúngicas, incluindo as doenças de final de ciclo; manejo 2, com apenas o controle de outras doenças fúngicas, excluindo-se a ferrugem. O contraste entre estes dois manejos com fungicidas permitiu uma estimativa da tolerância. Além disso, foram utilizadas as medidas de estabilidade-bmg (Pi) e ecovalência (Wi) para quantificar a tolerância relativa entre genótipos. Foram pesquisadas 225 progênies F2:7 em 2011/12; 675 linhagens F7:8 em 2012/13 e as melhores 225 linhagens F7:9 em 2013/14. Os resultados obtidos permitiram concluir que: a) houve evidências claras de tolerância à ferrugem asiática entre e dentro de cruzamentos; b) a estratégia de utilizar a comparação entre diferentes manejos de fungicidas para estimar a tolerância (efeito ferrugem) foi útil para a seleção, mas sofreu instabilidade, apresentando baixas correlações entre anos agrícolas; c) os métodos da estabilidade baseada no melhor genótipo (bmg) e da ecovalência complementaram as informações obtidas do efeito ferrugem e auxiliaram na seleção de linhagens tolerantes; d) avaliações iniciais da severidade de ferrugem (nota de ferrugem NF1) apresentaram baixa precisão, tornando recomendável concentrar as avaliações da severidade após maior tempo de infecção (NF2 e NF3) para melhor eficácia na estimação da tolerância; e) a tolerância estimada pelo peso de cem sementes mostrou baixa correlação com a tolerância estimada para produtividade de grãos, de maneira que o uso combinado dos dois critérios melhorou a eficiência da seleção para tolerância e produtividade; f) na seleção simulada foram identificadas 48 linhagens promissoras para tolerância à ferrugem e produtividade, correspondente a um porcentual de seleção de cerca de 22%. / Soybean is an economically important culture and Brazil is among the largest world producers. Asian rust, caused by the fungus Phakopsora pachyrhizi, is a relatively new disease in Brazil and can cause large losses in this culture, represented by yield decreases and increases in costs for fungicide applications. There are some sources of vertical resistance genes for this disease, but there are also cases of resistance breakdown for some of these main genes. Tolerance, defined as the capacity of plants to endure a pathogen attack without significant losses, is a complementary strategy that can be used to control rust. The objective of this research was to study tolerance to Asian rust in experimental genotypes derived from 45 crosses in a 10 x 10 diallel design developed at the Sector of Applied Genetics to Self- Pollinated Crops, Department of Genetics/ESALQ/USP through methods of estimation of the rust effect and of phenotypic stability in combinations of fungicide managements, locations and years, besides identifing promising lines for inclusion in future breeding programs. The experimental designs used were Federer\'s augmented blocks in 2011/12 and 2012/13 and a randomized block design stratified in sets in 2013/14. In each year and location two experiments were performed: management 1, with the application of fungicides to control rust and other fungal diseases, including late season leaf diseases; management 2, only controlling other fungal disease, excluding rust. The contrast between these two managements allowed for an estimate of tolerance. Besides that, the stability based on the best genotype (Pi) and ecovalence (Wi) measurements were also used to estimate relative tolerance between genotypes. In 2011/12 225 F2:7 progenies were evaluated; in 2012/13 675 F7:8 lines were evaluated and the best 225 F7:9 lines were evaluated in 2013/14. The results let to the following conclusions: a) there was clear evidence of tolerance to Asian rust among and within crosses; b) the strategy of comparing different fungicide managements to estimate tolerance (rust effect) was useful, but suffered instability, presenting low correlations among years; c) the methods of superiority or stability based on the best genotype (bmg) and ecovalence complemented the information based on the rust effect and aided in the selection of tolerant lines; d) initial evaluations for rust severity (rust score NF1) had low precision and it was recommended to concentrate on rust tolerance evaluations after longer periods of infection (NF2 and NF3); e) tolerance estimated by means of hundred-seed weights had low correlation with tolerance estimated by seed yield, therefore the combined use of both criteria improved the efficiency of selection for tolerance and seed yield; f) in the simulated selection 48 promising lines were identified for rust tolerance and seed yield, corresponding to approximately 22% selection percentage.

A ferrugem asiática é a principal doença da cultura da soja. Uma das estratégias para contornar este problema é o uso da tolerância genética. Este trabalho visou avaliar a reação à ferrugem asiática de linhagens avançadas, F5:6 e F5:7, advindas de um dialelo parcial entre um grupo de genitores exóticos resistentes à ferrugem asiática e outro grupo de genitores adaptados e susceptíveis, por meio de estimativas de parâmetros genéticos em caracteres agronômicos, com ênfase na produtividade de grãos. Os experimentos foram conduzidos em dois manejos: o manejo 1 com fungicidas Opera & Nativo que controlam doenças de final de ciclo (DFC), incluindo-se a ferrugem; e o manejo 2 com o fungicida Derosal que controla as DFC, exceto a ferrugem. Em 2010/11, foram avaliadas 488 linhagens F5:6 para os caracteres produtividade de grãos (PG) e peso de cem sementes (PCS), este último representando o tamanho das sementes. Foram selecionadas 260 linhagens F5:7 mais tolerantes e estas foram avaliadas em 2011/12 para PG, altura de planta na maturidade (APM), número de dias para a maturidade (NDM), acamamento (AC) e valor agronômico (VA). Realizou-se o teste de agrupamento de médias de Scott-Knott para todos os caracteres em ambos os anos, assim como foi verificada para cada genótipo a significância do efeito ferrugem (EF ou diferença entre as médias ajustadas entre os manejos 2 e 1, através do teste t pareado). Estimou-se a capacidade média de combinação (CMC) para as médias de PG e EF_PG, além do ganho de seleção e a herdabilidade realizada. As interações genótipo x manejo foram significativas para PG, PCS e NDM, indicando que a variabilidade genética oscilou entre os manejos, para estes caracteres. Os valores das correlações entre os EF foram baixos, embora parte deles tenha sido significativos. Estimativas de CMC para PG e EF_PG indicaram que os genitores que mais contribuíram para o aumento de PG e da tolerância foram BRS-232 como adaptado e Shiranuí como exótico, enquanto que os melhores cruzamentos foram Orba x BRS-232 e Shiranuí x Conquista. A seleção realizada não trouxe ganho para a PG, contudo aumentou a tolerância. Quatorze linhagens mostraram-se promissoras, visto terem apresentado PG superior a das testemunhas e tolerância à ferrugem. Assim, foi possível a seleção de linhagens produtivas e tolerantes à ferrugem nos cruzamentos dialélicos entre genitores adaptados e exóticos. / The soybean rust is the main disease in soybean crop. One strategy to overcome this problem is the use of genetic tolerance. This research aimed to evaluate soybean rust reaction in advanced lines (F5:6 and F5:7 generations), obtained in partial diallel crosses between one group of rust resistant exotic parents and another group of adapted susceptible parents of soybean, through genetic parameters estimated for agronomic traits, with emphasis in seed yield. The experiments were conducted in two types of managements: the management 1, with the fungicides Opera & Nativo which control late season leaf diseases (DFC) including rust; and management 2, with Derosal fungicide that controls DFC except rust. In 2010/11, 488 F5:6 lines were evaluated for seed yield (PG) and one hundred seed weight (PCS), the last trait representing the seed size. The 260 most tolerant F5:7 lines were selected and evaluated in 2011/12 to PG, plant height at maturity (APM), number of days to maturity (NDM), lodging (AC) and agronomic value (VA). The clustering Scott-Knott test was performed for all traits in both agricultural years, and the significance of rust effect (EF = difference between adjusted means of managements 2 and 1, for each genotype) was verified through the paired t test. The average combining ability (CMC), selection gain and realized heritability were estimated for PG and EF_PG. The genotype x management interactions were significant for PG, PCS and NDM, showing that the genetic variability oscillated in the two managements. The correlation coefficients among EF mean values were low, although some of them were significant. CMC estimates for PG and EF_PG indicated that the parents who contributed most to the increase in PG and tolerance were BRS-232 as adapted and Shiranuí as exotic, while the best crosses were Orba x BRS-232 and Shiranuí x Conquista. The selection did not bring gain in seed yield, but increased the tolerance. Fourteen lines were promising, since they presented higher means of PG than the experimental checks and tolerance to rust. Thus, it was possible to select productive and tolerant lines from the diallel crosses between adapted and exotic parents.