Entre as principais culturas do Brasil, a cana-de-açúcar é afetada por doenças responsáveis por reduções na produção. Entre elas, a ferrugem alaranjada, causada por Puccinia kuehnii relatada recentemente no país, tem merecido atenção dos Programas de Melhoramento Genético da cultura. Neste trabalho avaliaram-se parâmetros epidemiológicos monocíclicos da ferrugem alaranjada em duas variedades de cana, sob duas condições de temperatura. Plantas com 40 dias de idade das variedades SP891115 e RB855156, que se comportam como suscetível e medianamente resistente respectivamente, foram inoculadas com urediniósporos coletados de plantas com sintomas típicos da doença e colocadas em condições de alta umidade e 22 °C por 24 horas. Em seguida, as plantas foram transferidas para câmaras de crescimento com temperaturas de 18 oC e 25°C. Dois experimentos idênticos foram conduzidos, sendo que no primeiro o inóculo foi proveniente de plantas do campo, no segundo foi obtido em condições controladas. Avaliaram-se período de incubação, período de latência, germinação de esporos e formação de apressórios, freqüência de infecção, tamanho de pústula, severidade, esporulação e viabilidade dos esporos produzidos. O uso de inóculo produzido em condições controladas mostrou-se mais adequado para estudos dos parâmetros monocíclicos. A temperatura de 25 oC foi mais adequada para a manifestação da doença, em todas as variáveis avaliadas. A variedade RB 855156 mostrou maior nível de resistência poligênica que a variedade SP 891115, revelada por períodos de incubação e latência mais longos, menor frequência de infecção e menor área das pústulas. No caso das variáveis frequência de infecção e área das pústulas, a variedade RB 855156 mostrou menores valores somente a 18 oC, revelando que a resistência é influenciada pela temperatura. Não houve efeito da variedade de cana na esporulação ou na viabilidade dos esporos produzidos. / Among the main crops in Brazil, sugar cane is affected by several diseases responsible for reductions in yield. Among them, orange rust caused by Puccinia kuehnii, which was recently reported in the country, has deserved special attention by the breeding programs. In this work it were evaluated the monocyclic parameters of orange rust on two different varieties, under two conditions of temperature. Fortydays plants of SP891115 and RB855156 varieties, which are considered respectively susceptible and moderately resistant were inoculated with urediniospores collected from infected plants and kept in wet chamber at 22 °C for 24 hours. Then the plants were transferred to growth chambers with temperatures of 18 °C and 25 °C. Two identical experiments were conducted. Inoculum used in the first experiment was collected on naturally infected plants in the field while for the second experiment it was obtained through artificial inoculations. It were evaluated incubation and latency periods, spores germination and appressoria formation, frequency of infection, pustules size, severity, sporulation and viability of spores produced on each condition. The use of artificially obtained inoculums proved to be more suitable for monocyclic parameters study. Temperature of 25 °C was more suitable for disease development in all variables evaluated. Variety RB 855156 showed higher level of polygenic resistance than variety SP 891115 as revealed by longer incubation and latency periods, as well as by higher infection frequency and pustules area. Variety RB 855156 showed lower levels of infection frequency and pustules area only at 18 °C, revealing that its resistance is influenced by temperature. No effects of sugarcane variety on sporulation or spores viability were observed.

A soja é a cultura agrícola com maior extensão de área plantada no Brasil, país que se destaca no cenário mundial como o segundo maior produtor e exportador desta oleaginosa. A ferrugem asiática (FA), causada pelo fungo Phakopsora pachyrhizi, apresenta-se como um dos mais graves problemas fitossanitários da cultura da soja no Brasil, principalmente por não existirem, até o presente momento, cultivares com níveis de resistência satisfatórios. Com o objetivo de melhor se conhecer a biologia de Phakopsora pachyrhizi e alguns fatores relacionados ao processo infeccioso em soja, no presente trabalho foram avaliados: (1) Métodos de preservação de urediniósporos; (2) Influência da descontinuidade do molhamento foliar no processo infeccioso dos urediniósporos; (3) Influência da luminosidade e da superfície foliar no processo infeccioso de urediniósporos de P. pachyrhizi; (4) Influência do estádio fenológico da soja na infecção de P. pachyrhizi. Os resultados obtidos mostraram que a desidratação dos esporos proporcionou maior viabilidade destes ao longo do tempo, para todas as condições de armazenamento testadas. No deep freezer foi possível preservar os esporos por até 231 dias, independente da sua condição de hidratação. No ambiente, os esporos não desidratados e desidratados permaneceram viáveis por 16 e 22 dias, respectivamente. A reversão de dormência dos esporos foi efetiva ao empregar hidratação (24h de câmara úmida) seguida ou não por choque térmico (40°C/5 minutos). Em todos os tratamentos onde se aplicou molhamento foliar descontínuo, a severidade de FA foi sempre inferior quando comparada ao molhamento contínuo, principalmente quando a interrupção do molhamento se deu após 4 horas de câmara úmida inicial. A interrupção temporária do molhamento afetou os esporos que haviam germinado, pois os mesmo não foram aptos a infectar após novo período de molhamento. Com relação à luminosidade, os urediniósporos foram aptos a infectar plantas de soja tanto na luz quanto no escuro. Porém, severidade maior foi observada quando se inoculou a superfície adaxial, com posterior incubação das plantas no escuro. Os experimentos in vitro mostraram que, na ausência de luz, houve maior germinação e maior formação de apressórios. O teor de cera epicuticular e o seu aspecto ultra-estrutural não apresentaram diferenças entre as superfícies adaxial e abaxial no cultivar BRS 154. Os cultivares BRS 154 e BRS 258, no estádio fenológico reprodutivo, R5, apresentaram menor severidade em relação aos estádios V3 e R1. O período latente médio (PLM) da FA foi 8 e 9 dias para os cultivares BRS 154 e BRS 258, respectivamente. O PLM não se diferenciou em função do estádio fenológico para ambos cultivares. Quanto à influência da idade da folha na suscetibilidade à FA, a folha 1, considerando-se o sentido base-ápice da planta, mostrou maior suscetibilidade e freqüência de infecção de P. pachyrhizi . Os resultados apresentados são essenciais, tanto por disponibilizarem informações sobre a biologia e epidemiologia do fungo, quanto por servirem como base para novos estudos, nas mais diversas áreas sobre este importante patossistema. / Soybean is the agricultural crop with the largest planted area in Brazil. The country stands out in the world scenario as the second-largest producer and exporter of this oilseed crop. The Asian rust (AR), caused by the fungus Phakopsora pachyrhizi, is one of the most serious phytosanitary problems of soybean in Brazil, especially because no cultivars exist so far with satisfactory resistance levels. In order to acquire better knowledge about the biology of Phakopsora pachyrhizi and some factors related to its infectious process in soybean, the following were evaluated in the present work: (1) Uredospore preservation methods; (2) Influence of leaf wetness discontinuity on the infectious process of uredospores; (3) Influence of luminosity and leaf surface on the infectious process of P. pachyrhizi uredospores; (4) Influence of phenological stage of soybean on infection by P. pachyrhizi . The results obtained showed that spore dehydration provided greater spore viability with time, in all storage conditions tested. Spores could be preserved for up to 231 days in the deep freezer, regardless of their hydration condition. At room temperature, non-dehydrated and dehydrated spores remained viable for 16 and 22 days, respectively. Spore dormancy reversion was effective when hydration was used (24h in humid chamber), followed or not by thermal shock (40°C/5 minutes). In all treatments where discontinuous leaf wetting was applied, AR severity was always lower when compared with continuous wetting, especially when wetting was interrupted after 4 hours of initial treatment in the humid chamber. Temporary wetness interruption affected spores that had already germinated, as these were not able to infect after a new wetness period. As to luminosity, uredospores were capable of infecting soybean plants both in the light and in the dark. However, higher severity was observed when the adaxial surface was inoculated, with later incubation of the plants in the dark. The in vitro experiments showed that there was greater germination and greater formation of appressoria in the absence of light. Epicuticular wax content and its ultrastructural aspect did not show differences between the adaxial and abaxial surfaces in cultivar BRS 154. At the R5 reproductive phenological stage, cultivars BRS 154 and BRS 258 showed smaller severity in relation to stages V3 and R1. The AR mean latent period (MLP) was 8 and 9 days for cultivars BRS 154 and BRS 258, respectively. MLP differences due to phenological stage were not detected in any of the cultivars. As to the influence of leaf age on AR susceptibility, leaf 1 showed greater susceptibility and frequency of infection by P. pachyrhizi, considering the plant base-apex direction. The results herein presented are essential, either because they make information available on the biology and epidemiology of the fungus, or because they serve as a foundation for new studies on the most diverse areas about this important pathosystem.

O estudo de fungos endofíticos tem sido intensificado nos últimos anos e abrange principalmente a descrição de novas espécies, o potencial de utilização no controle biológico de fitopatógenos e a produção de metabólitos secundários com atividades biológicas diversas. No entanto, a interação e a possível função destes organismos em plantas de clima tropical são pobremente estudadas e pouco compreendidas. A cana-de-açúcar é uma das principais culturas do Brasil e nos últimos anos está recebendo especial atenção devido à produção de etanol para uso como biocombustível. Um grande avanço no conhecimento das comunidades microbianas endofíticas desta planta tem sido alcançado, abrindo a possibilidade de estudo sobre as funções destes organismos na interação endofítica, bem como de seu potencial biotecnológico. Uma espécie que coloniza consistentemente os tecidos de cana-de-açúcar é o fungo Epicoccum nigrum. Este fungo é conhecido por sua atividade de biocontrole de fitopatógenos e por apresentar metabolismo secundário altamente desenvolvido e diverso. Nesse contexto, este trabalho teve por objetivos: 1) estudar a diversidade genética de isolados endofíticos de Epicoccum de cana-de-açúcar e de outros hospedeiros; 2) desenvolver um sistema de transferência de genes repórteres, visando à análise da interação in vitro e in vivo com cana-deaçúcar; 3) avaliar a atividade antimicrobiana in vitro de isolados endofíticos de Epicoccum contra diferentes fitopatógenos e patógenos humanos; 4) obter mutantes insercionais com atividade antimicrobiana ausente, visando à identificação de genes envolvidos no metabolismo secundário. O trabalho foi iniciado com o isolamento de Epicoccum de cana-de-açúcar. A análise por meio de abordagem polifásica resultou na separação dos isolados em dois taxa distintos (Grupo 1, E. nigrum; Grupo 2, Epicoccum sp.), demonstrando que a classificação de E. nigrum como uma única espécie variável deve ser reavaliada. A seguir, transformantes resistentes a higromicina B e expressando GFP foram obtidos por meio de transferência gênica mediada por A. tumefaciens. Ensaios de colonização de cana-de-açúcar in vitro e in vivo com a linhagem selvagem e transformada demonstraram a natureza não patogênica das linhagens e que E. nigrum é capaz de colonizar endofiticamente e persistir nas folhas desta planta. A análise da atividade antimicrobiana revelou extensa variação fisiológica, a qual foi correlacionada com a variabilidade genética dos isolados. Uma biblioteca de agrotransformantes de E. nigrum e Epicoccum sp. foi caracterizada quanto à perda da atividade antimicrobiana. A análise das seqüências flanqueadoras do T-DNA obtidas por TAIL-PCR a partir dos mutantes revelou que a inserção ocorreu em diferentes locais do genoma, muitos com elevada similaridade com proteínas hipotéticas de fungos, algumas sem função conhecida, e outras contendo domínios conservados envolvidos em diferentes funções celulares, como regulação da expressão gênica, transporte, obtenção de energia e outras funções enzimáticas. A análise do extrato orgânico por meio de bioautografia revelou a perda da atividade antimicrobiana de alguns mutantes insercionais, em comparação ao extrato da linhagem selvagem. O grande número de mutantes obtidos e caracterizados constitui uma ferramenta importante para o estudo molecular do metabolismo secundário deste fungo endofítico, auxiliando o entendimento da biossíntese de diversos compostos com estruturas complexas produzidos por esta espécie. / The study of endophytic fungi has increased in last few years and includes mainly the description of new species, biological control and production of compounds with biological activity. However, due the fact that few studies have been done, the role of these microorganisms inside the host plant from tropical areas is poorly understood. Sugarcane is one of the most important crop in Brazil, mainly due the biofuel production. Therefore, studies have been done to better understanding the role of endophytic microbial diversity inside the sugarcane plants, allowing the possibility to use this interaction in sugarcane production and also find endophytic isolates with biotechnological potential. Previous studies have shown that an important sugarcane endophytic fungus is Epicoccum nigrum, which species has been associated to biological control of many phytopathogens and also production of different secondary metabolites. In this way, the aims of the present study were to 1) study the genetic diversity of sugarcane endophytic Epicoccum; 2) develop a genetic transformation system for Epicoccum spp., allowing the in vitro and in vivo study of the interaction with sugarcane; 3) evaluate the in vitro antimicrobial activity of Epicoccum; 4) obtain mutants defective to antimicrobial activity and identification of genes associated to this activity. The polyphasic approach indicated that the evaluated Epicoccum population present two different genotypes (Group 1: E. nigrum and Group 2: Epicoccum sp.), suggesting that the classification of E. nigrum in only one species should be revised. Mutants resistant to hygromicin B and expressing GFP gene were obtained by transformation with Agrobacterium tumefaciens. In vitro and in vivo sugarcane colonization showed that the Epicoccum isolates and mutants were able to settling endophytically inside sugarcane without induce disease symptoms, and live up to leaves. The results shown that the antimicrobial activity was related to genetic variability, and this activity was better characterized by analysis of a obtained mutant library of E. nigrum and Epicoccum sp. The TAIL-PCR analysis revealed that the T-DNA introduced into the mutants was inserted in different regions of the fungi genome, truncating different genes those coding fungi hypothetical proteins, conserved domain associated to cellular function, such as genetic regulation, energy obtaining and others enzymatic activity. The analysis by bioautography indicated that some mutants lose the antimicrobial activity, allowing the correlation between the truncated genes and antimicrobial compound production. The evaluation of this mutant library showed that different genes are associated to antimicrobial compound production and may be an important tools to study the secondary metabolism in this endophytic fungus, allowing the understanding of biochemical pathway associated to biosynthesis of complex molecules produced by this fungus.

O Brasil é líder absoluto no comércio internacional de suco de laranja concentrado congelado participando com 82% do volume comercializado no mundo. Guignardia citricarpa é um fungo Ascomiceto agente causal da Mancha Preta dos Citros (MPC), uma doença importante no contexto da Citricultura, causando lesões negras em frutos tornando-os impróprios para a exportação, já que não são aceitos na União Européia pois o patógeno é classificado como quarentenário. O presente trabalho teve como objetivo principal estabeler a metodologia de transformação genética de G. citricarpa para futuramente auxiliar no entendimento dos mecanismos de patogenicidade desta espécie, visando diminuir perdas na citricultura brasileira devido à MPC. Além disso, foi realizada uma análise do gene da enzima endopoligalacturonase, a qual está associada à capacidade de patógenos em colonizar plantas. Para elucidar esse fenômeno, foi realizada a busca de genes relacionados à patogenicidade em outros fungos fitopatogênicos previamente descritos e confirmados participarem no processo de doenças em diversas plantas. Considerando que esses genes possuem uma região conservada para esse fim, após o alinhamento dessas sequências foram construídos primers e o gene de endopoligalacturonase foi identificado no gênero Guignardia sp. Outra espécie pertencente a esse gênero é G. mangiferae, conhecida como endófito de citros, ou seja, coloniza os tecidos internos da planta hospedeira sem causar dano. Em análises enzimáticas foi observado que a quantidade de endopoligalacturonase produzida pela espécie patogênica é superior à da espécie endofítica, mostrando que essa enzima pode participar do processo de patogenicidade de G. citricarpa. Estudos para comprovar a participação de genes nos mecanismos de patogenicidade em diversas espécies utilizando reconhecimento de genes e genômica funcional, expressão e knockout de genes estão sendo realizados, permitindo uma visão geral da organização genômica do sistema patogênico. Pensando nisso, esse trabalho descreve pela primeira vez a metodologia de transformação genética de G. citricarpa via micélio e a obtenção de transformantes expressando a proteína verde fluorescente (GFP). Micélios do fungo foram transformados pelo sistema via Agrobacterium tumefaciens com o plasmídeo pFAT-gfp, contendo os genes de resistência à higromicina B (hgr) e da GFP. A otimização do protocolo de agrotransformação foi realizada a partir do teste de diferentes condições como: tipo de membrana, concentração de agente indutor e tempo de cocultivo. A melhor condição incluiu a utilização de membrana de éster de celulose; 200 PM de AS e 96 horas de co-cultivo. Os transformantes apresentaram alta estabilidade mitótica (82%) e tiveram a inserção do gene hgr confirmada por PCR e do gfp observada em microscopia óptica de epifluorescência. Além disso, foi acompanhado o desenvolvimento do fungo inoculado em frutos, mostrando a interação planta-patógeno. O estabelecimento do sistema de transformação por Agrobacterium para G. citricarpa possibilita o uso dessa ferramenta para estudos de mutagênese insercional e interrupção gênica visando a identificação de genes importantes, como os envolvidos com os mecanismos de patogenicidade utilizados por esse fungo. / Brazil is the world leader in the international trade of frozen orange juice concentrate, taking part with around 82% of the traded volume. Guignardia citricarpa (anamorph Phyllosticta citricarpa) is a fungal pathogen of citrus plants, being described as the causal agent of citrus black spot (CBS), one of the most important fungal diseases of citrus worldwide. Its symptoms are black lesions on fruit, making them unsuitable for the international fresh market, since they are included in the quarantine list of the European Plant Protection Organization (EPPO). Moreover, when the disease is severe it may cause extensive premature fruit drop that reduces yields of fruit for processing. Taking this into consideration, the current work aimed to improve the understanding on the pathogenic mechanisms of this fungus. Firstly, in an attempt to elucidate this phenomenon, it was performed a search for pathogenicity genes previously reported to some pathogenic fungi and confirmed to participate in the process of infection in many plants , especially endopolygalacturonase. Primers were designed using the conserved regions of the genes and allowed the identification of the Guignardia spp. endopolygalacturonase gene for the first time. This enzyme has been described as playing important role in the process of fungal diseases in plants. In the present work, enzymatic analysis showed that the pathogen G. citricarpa produced significantly greater amounts of endopolygalacturonase when compared to G. mangiferae, a closely related fungus described as a citrus endophyte. This result suggests that this enzyme may participate in the process of pathogenicity, characteristic of the pathogenic species. Genetic transformation methods have been used to prove the involvement of genes in pathogenic mechanisms, however, a suitable methodology for G. citricarpa has not been described yet. In this way, this study describes for the first time a methodology for genetic transformation of G. citricarpa via mycelia and the successful generation of transformants expressing the green fluorescent protein (GFP) and resistant to the hygromycin B antibiotic. Mycelia of the fungus were genetically transformed via Agrobacterium tumefaciens hosting the plasmid pFAT-gfp, which carries the genes for resistance to hygromycin B (hph) and for GFP (gfp). The protocol was optimized through different test conditions (type of membrane, concentration of the inducing agent acetosyringone and duration of the co-cultivation period). The higher transformation efficiencies were observed using cellulose ester membrane, 200 PM of acetosyringone and 96 hours of cocultivation. The transformants showed high mitotic stability (82%) and the insertion of the T-DNA was confirmed by PCR and GFP expression through epifluorescence microscopy observation. Moreover, it was observed the development of the fungus in inoculated oranges, showing the plant-pathogen interaction observed by epifluorescense microscopy. The establishment of the Agrobacterium-mediated transformation system for G. citricarpa represents an important step on the search for unveiling important genes of this fungus, such as those involved in the pathogenic mechanisms.

A cultura da cana-de-açúcar está exposta a diversos patógenos, entre eles, o fungo Sporisorium scitamineum, agente causal do carvão, que causa perdas significativas na produção e na qualidade do caldo. O uso de genótipos resistentes é o principal método de controle da doença, o que torna essencial o conhecimento das bases genéticas da resistência, favorecendo a seleção de genótipos superiores. Neste estudo, uma população F1 segregante, derivada do cruzamento entre \'IAC66-6\' e \'TUC71-7\', foi genotipada usando marcadores EST-SSR e TRAP, os quais foram alocados em um mapa prévio, visando identificar marcadores associados a locos quantitativos de resistência a esse patógeno. A incidência de carvão foi avaliada em dois ensaios realizados nos anos de 2009 e 2010, em delineamento experimental inteiramente casualizado. O principal sintoma do carvão (número de chicotes) foi tomado ao longo dos ensaios e os dados foram utilizados para o cálculo da área sob a curva de progresso da doença (AUDPC), sendo os valores de AUDPC normalizados e analisados por meio de modelos mistos. O mapeamento de locos quantitativos (QTL) seguiu a abordagem de mapeamento por intervalo composto (CIM). O mapa aqui construído contém 721 marcadores, compilando EST-SSRs, TRAPs, além de AFLPs e marcadores direcionados ao retrotransposon scIvana_1 já alocados no mapa prévio. Estes foram posicionados em 124 grupos de co-segregação, sendo 65 deles atribuídos em dez grupos de homo(eo)logia, com base em locos EST-SSR em comum. O mapa totaliza 6.223,0 cM e tem uma densidade média de um marcador a cada 8,6 cM. O uso da metodologia CIM permitiu detectar oito locos quantitativos associados à resistência de S. scitamineum, sendo quatro deles identificados na primeira avaliação, dois novos locos na segunda avaliação e dois considerando-se o comportamento médio dos genótipos nos dois anos de avaliação. Observou-se a predominância de alelos com efeitos aditivos de resistência, comparativamente aos efeitos de dominância, sendo seis deles relacionados à diminuição da suscetibilidade e quatro com o aumento. Dentre os QTL, cinco segregaram na proporção 1:1, dois 3:1 e um na proporção de 1:2:1. Os QTLs foram capazes de explicar individualmente de 3,4% a 5,7% da variação fenotípica. O QTL que explicou a maior porcentagem da variação, detectado na primeira avaliação (5,7%), foi posicionado a 5,0 cM de outro QTL considerando-se o comportamento médio dos genótipos, sugerindo que estes QTLs localizam-se na mesma região genômica. Interessantemente, um dos QTLs está posicionado em um intervalo que contém uma marca TRAP e outra ancorada no retrotransposon scIvana. Espera-se que esses resultados contribuam para estudos futuros sobre genes candidatos envolvidos na resistência, o papel dos retrotransposons na resposta da planta a patógenos, bem como possam dar subsídios a programas de seleção assistida por marcadores. / The sugarcane is exposed to several pathogens, including the fungus Sporisorium scitamineum, the smut disease´s causal agent, which causes significant losses in yield and juice quality. The use of resistant genotypes is the main strategy to control the disease, therefore it is essential the knowledge on the genetic basis of resistance for selecting superior genotypes. In this study, a F1 segregating population derived from a cross between \'IAC66-6\' and \'TUC71-7\' were genotyped using EST-SSR and TRAP markers that were placed on a prior map aiming at to identify markers associated to the smut resistance genes. The incidence of smut was evaluated in two trials performed in 2009 and 2010 in a completely randomized design. The main smut symptom (number of whips) was recorded in both trials, and data were used to calculate the area under the disease-progression curve (AUDPC). The values were normalized and analyzed using mixed models. The mapping of quantitative loci (QTL) followed the composite interval mapping (CIM) method. The map here in constructed contains 721 single dose markers compiling EST-SSRs, TRAPs as well as AFLPs and markers anchored in the retrotransposon scIvana_1, both previously allocated. Markers were positioned on 124 co-segregation groups, and 65 of them were assigned to ten groups of homo(eo)logy, based on common EST-SSR loci. The map totalized 6223.0 cM with a marker density of one marker every 8.6 cM. The use of CIM methodology allowed the detection of eight loci associated with quantitative resistance to S. scitamineum, four being identified in the first trial, two new QTLs in the second trial, and two considering the average genotype behavior in both years of evaluation. There was predominance of additive effects in comparison to the dominance effects, six of them related to decreased susceptibility and four related to increased susceptibility. Out of the QTLs, five segregated in a 1:1 ratio, two in a 3:1 ratio, and two in a 1:2:1 ratio. QTLs were able to explain individually 3.4% to 5.7% of the phenotypic variation. The QTL that explained the largest percentage of the variation, detected in the first trial (5.7%) was located at a distance of 5.0 cM from other QTL detected when considering the genotype average behavior, suggesting that these QTLs are positioned in the same genomic region. Interestingly, one QTL was located in an interval that contains a TRAP marker and a scIvana_1-anchored marker. We expect that our results contribute to future studies on disease resistance candidate genes, the role of retrotransposon in plant responses to pathogens, as well as to add marker-assisted selection programs.

Em cana-de-açúcar, a colonização do caule por fungos oportunistas, como Fusarium verticillioides e Colletotrichum falcatum, geralmente ocorre após o ataque da lagarta de Diatraea saccharalis. As plantas respondem ao ataque de insetos pela indução e acúmulo de um grande conjunto de proteínas de defesa. Dois homólogos de uma proteína da cevada induzida por ferimento (BARWIN) são conhecidos em cana-de-açúcar, SUGARWIN1 e SUGARWIN2 (sugarcane wound-inducible proteins). Embora a função da proteína BARWIN não tenha sido totalmente estabelecida, propriedades antifúngicas foram descritas para uma série de homólogos. As SUGARWINs estão localizadas no retículo endoplasmático e no espaço extracelular. A indução de seus transcritos ocorre em resposta ao ferimento mecânico, ataque de D. saccharalis e tratamento com metil jasmonato, mas não pela infecção de patógenos. Os transcritos de SUGARWIN são induzidos tardiamente em cana-de-açúcar e são restritos aos locais onde ocorrem os danos. Apesar de transcritos de SUGARWIN1 e 2 serem altamente induzidos pelo ataque de D. saccharalis a proteína em si não possui efeito sobre o desenvolvimento do inseto. Neste trabalho demonstra-se que SUGARWIN2 recombinante causa alterações na morfologia de F. verticillioides e C. falcatum, produzindo aumento da vacuolização, vários pontos de fratura, liberação de material intracelular e formando calos na região dos séptos, culminando na morte destes fungos por apoptose. A SUGARWIN2 recombinante não apesenta efeito em outros fungos, como Saccharomyces cerevisiae e Aspergillus nidulans. Os resultados sugerem que, no curso da evolução genes de SUGARWIN foram recrutados pela cana-de-açúcar para se proteger de fungos oportunistas que, geralmente, penetram na cana após o dano causado pelo inseto. / In sugarcane fields, colonization of the stalk by opportunistic fungi, like Fusarium verticillioides and Colletotrichum falcatum, usually occurs after the attack of Diatraea saccharalis caterpillars. Plants respond to insect attack by inducing and accumulating a large set of defense proteins. Two homologues of a barley wound-inducible protein (BARWIN) are known in sugarcane, SUGARWIN1 and SUGARWIN2 (sugarcane wound-inducible proteins). Although BARWIN protein function has not been fully established, antifungal properties have been described for a number of homologues. The SUGARWINs are located in the endoplasmic reticulum and in the extracellular space of sugarcane plants. The induction of SUGARWIN transcripts occurs in response to mechanical wounding, D. saccharalis damage, and methyl jasmonate treatment but not to pathogen infection. SUGARWIN transcripts are late induced and are restricted to the wound site. Although SUGARWIN transcripts increased after insect attack, the protein itself did not show any effect on insect development. This work shows that recombinant SUGARWIN2 altered F. verticillioides and C. falcatum morphology increasing vacuolization, points of fractures, leaking of intracellular material, leading to the apoptosis of the germlings. Recombinant SUGARWIN2 do not show any effect in other fungus like Saccharomyces cerevisiae and Aspergillus nidulans. The results suggest that, in the course of evolution, SUGARWIN genes were recruited by sugarcane to protect the plant from fungi that typically penetrate the plant stalk after insect damage.

Algumas actinobactérias habitantes da rizosfera são produtoras de substâncias capazes de combater micro-organismos patogênicos às plantas, o que as torna potenciais agentes de controle biológico, passíveis de serem utilizadas como princípio ativo de inoculantes de sementes e mudas. O presente trabalho teve como objetivo isolar e avaliar o potencial de isolados de actinobactérias no controle de doenças causadas por fungos nas espécies arbóreas Araucaria angustifolia (Araucária) e Pinus elliottii (Pinus). Além disso, foi iniciado o estudo do processo de elaboração de inoculante a base de actinobactérias antagônicas. Foram isoladas 215 estirpes de actinobactérias do rizoplano da Araucária, das quais 13 apresentaram, em testes in vitro, potencial como antagonistas contra os fungos fitopatogênicos Fusarium oxysporum, Cylindrocladium candelabrum, C. pteridis e Armillaria sp., e apenas os isolados Ac136 e Ac202 apresentaram os maiores valores de inibição nos testes com os quatro patógenos. Na avaliação de produção de algumas substâncias antimicrobianas, apenas celulases, quitinases e sideróforos foram produzidas pelos isolados, sendo este último o mais frequente. Nos testes de interação com organismos foi verificado que, embora os isolados de actinobactéria tenham inibido a germinação de esporos do fungo micorrízico arbuscular (FMA) Gigaspora rosea em teste in vitro, no experimento in vivo, em que foi utilizado o milho como planta hospedeira para inoculação com o FMA e os isolados A43, Ac136 e Ac202, os isolados Ac136 e Ac202 estimularam a colonização das raízes pelo FMA. Estes mesmos isolados também estimularam a germinação de sementes e desenvolvimento inicial de plântulas de Pinus, porém prejudicaram a germinação e desenvolvimento inicial de Araucária. Estes mesmos isolados foram capazes de reduzir a mortalidade de plântulas de Pinus em cerca de 25%, e esta diminuição foi atribuída à inibição de Fusarium sp.. No teste de viabilidade dos isolados em diferentes veículos o isolado que mostrou maior sobrevivência foi o Ac202, mantendo um número de propágulos viáveis correspondente a 5,48 log UFC mL-1, enquanto que o veículo mais apropriado para a elaboração de inoculante com actinobactérias foi a glicerina. A análise molecular mostrou que os isolados mais promissores apresentaram maior similaridade com S. kasugaensis. Dentre todos isolados Ac202 (S. kasugaensis) foi o mais promissor obtido neste trabalho para o uso como agente de biocontrole de doenças causadas por fungos, apresentando forte antagonismo contra os quatro patógenos testados, promovendo a germinação e desenvolvimento inicial de Pinus e aumentando a sobrevivência de plântulas contaminadas com fungos fitopatogênicos. / Some actinobacteria that inhabits the rhizosphere are producers of substances that are capable of combating plant-pathogenic microorganisms, what makes them potential biological control agents, which can be used as the active ingredient of seeds and seedlings inoculants. This study aimed to isolate and evaluate the potential of actinobacteria isolates in controlling diseases caused by fungi in Araucaria angustifolia and Pinus elliottii. In addition, the study initiated the process of elaboration of an actinobacteria-based inoculant. 215 actinobacterial strains were isolated from the Araucarias rhizoplane, and 13 of them showed potential as antagonists against the phytopathogenic fungi Fusarium oxysporum, Cylindrocladium candelabrum, C. pteridis and Armillaria sp. in in vitro tests, and only the Ac136 and Ac202 strains showed the highest inhibition in the tests against the four pathogens. Among the antimicrobial substances tested, only cellulases, chitinases and siderophores were produced, with the latter being the most frequent. In the interaction tests with other organisms it was found that although the actinobacterial strains have inhibited the germination of the arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) Gigaspora rosea spores on the in vitro test, the in vivo experiment, with maize as host plant, inoculated with the AMF and A43, Ac136 and Ac202 actinobacterial strains, Ac136 and Ac202 stimulated root colonization by AMF. These strains also stimulated Pinus seed germination and seedling early development, but hindered the germination and early development of Araucaria. In addition, the same strains were able to reduce the mortality of pine seedlings by about 25%, and this decrease was attributed to the inhibition of Fusarium sp.. In the viability test of the strains in different vehicles the strain that showed the greatest shelf-life was Ac202, with 5.48 log CFU mL-1, and the most appropriate vehicle for the actinobacteriabased inoculant development was glycerin. Molecular analysis showed that the most promising isolates showed the greatest similarity with S. kasugaensis. Among all strains Ac202 (S. kasugaensis) was the most promising one for the use as biocontrol agent of fungal diseases, exhibiting a strong antagonism against the four pathogens tested, promoting germination and early development of Pinus and increasing survival of seedlings infected with pathogenic fungi.

O meloeiro (Cucumis melo L.) é uma cultura de grande importância econômica para o comércio de exportação brasileiro e é cultivada principalmente na região Nordeste. A produção da cultura pode ser limitada por uma doença das partes aéreas, denominada oídio, sendo no Brasil, causada pelo fungo Podosphaera xanthii. Este patógeno apresenta diversas raças definidas com base na reação de um conjunto de cultivares diferenciadoras de meloeiro. Dentre estes genótipos, o acesso PI 414723 é resistente à maior parte das raças e a linhagem Védrantais é suscetível. O presente trabalho teve como objetivos: (i) estudar a herança da resistência às raças 1, 3 e 5 de P. xanthii em indivíduos da geração F2 do cruzamento PI 414723 x Védrantais e (ii) mapear os genes de resistência a estas raças com base em marcadores de polimorfismo de comprimento de fragmentos amplificados (AFLP), de repetições de sequências simples (SSR) e análogos de genes de resistência (RGA) também nesta população. A herança da resistência foi analisada em 87 indivíduos F2 cultivados em condições de casa-de-vegetação. As três raças foram inoculadas em seis regiões eqüidistantes da nervura central em quatro folhas de cada planta. Plantas foram classificadas como resistentes ou suscetíveis com base em avaliações visuais do desenvolvimento do fungo nas folhas. As plantas foram classificadas como suscetíveis quando houve reprodução abundante de conídios e resistentes quando a reprodução foi inexistente ou escassa. Frequências de indivíduos resistentes e suscetíveis indicaram que a resistência às três raças é controlada por um gene dominante de efeito maior. Um mapa genético foi construído compreendendo 1.469 cM, consistindo de 207 marcadores (139 AFLP, 47 SSR, 18 RGA e três fenotípicos) e com uma distância média de 7,4 cM entre marcadores distribuídos em 12 grupos de ligação. Análises de co-segregação com marcadores indicaram que os genes de resistência estão localizados no grupo de ligação II. Em adição a isto, as análises indicaram ligação completa entre os genes de resistência às raças 1 e 5, sendo este gene denominado Pm-x1.5. Já o gene de resistência à raça 3 (Pm-x3) foi localizado a 5,1 cM dos demais. Um marcador AFLP (H35M75_156) foi localizado entre os dois genes a 1,3 cM de Pm-x1.5 e 3,8 cM de Pm-x3. Este é o primeiro relato da localização genética de genes de resistência às raças 3 e 5 em PI 414723 e também o primeiro relato do mapeamento de marcadores RGA gerados pela técnica TRAP em meloeiro. / Melon (Cucumis melo L.) is a crop of great economic importance for the export trade in Brazil and is cultivated mainly in the Northeast. Crop yield can be affected by a disease of the aerial parts, called powdery mildew that in Brazil is caused by the fungus Podosphaera xanthii. This pathogen has several races characterized based on the reaction of a set of differential melon cultivars. Among these genotypes, the plant introgression PI 414723 is resistant to most races and the breeding line Védrantais is susceptible. This study aimed to: (i) study the inheritance of resistance to races 1, 3 and 5 of P. xanthii in the F2 generation from the cross PI 414723 x Védrantais, and (ii) map resistance genes to these races in this same population based on amplified fragment length polymorphism (AFLP), simple sequence repeat (SSR) and resistance gene analog (RGA) markers. The inheritance of resistance was analyzed on 87 F2 individuals grown under greenhouse conditions. The three races were inoculated simultaneously on four leaves of each plant. Plants were classified as resistant or susceptible based on visual assessments of fungal growth on the leaves. Plants were considered susceptible when there was abundant production of conidia and resistant when the production was scarce or non-existent. The frequencies of resistant and susceptible individuals indicated that resistance to all three races is controlled by a dominant major gene. A genetic map was constructed comprising 1469 cM, consisting of 207 markers (139 AFLP, 47 SSR, 18 RGA, and three phenotypic) with an average distance of 7.4 cM between markers distributed in 12 linkage groups. Co-segregation analysis with markers indicated that the resistance genes are located on linkage group II. Moreover, the analysis indicated complete linkage between resistance to races 1 and 5, and this gene was denominated Pm-x1.5. The gene for resistance to race 3 (Pm-x3) was located at 5.1 cM from Pmx1.5. An AFLP marker (H35M75_156) was located between the two genes at 1.3 cM from Pmx1.5 and 3.8 cM from Pm-x3. These is the first report on the location of resistance genes to races 3 and 5 in PI 414723, and also the first report of RGA markers mapping using the TRAP technique in melon.

Algumas actinobactérias habitantes da rizosfera são produtoras de substâncias capazes de combater micro-organismos patogênicos às plantas, o que as torna potenciais agentes de controle biológico, passíveis de serem utilizadas como princípio ativo de inoculantes de sementes e mudas. O presente trabalho teve como objetivo isolar e avaliar o potencial de isolados de actinobactérias no controle de doenças causadas por fungos nas espécies arbóreas Araucaria angustifolia (Araucária) e Pinus elliottii (Pinus). Além disso, foi iniciado o estudo do processo de elaboração de inoculante a base de actinobactérias antagônicas. Foram isoladas 215 estirpes de actinobactérias do rizoplano da Araucária, das quais 13 apresentaram, em testes in vitro, potencial como antagonistas contra os fungos fitopatogênicos Fusarium oxysporum, Cylindrocladium candelabrum, C. pteridis e Armillaria sp., e apenas os isolados Ac136 e Ac202 apresentaram os maiores valores de inibição nos testes com os quatro patógenos. Na avaliação de produção de algumas substâncias antimicrobianas, apenas celulases, quitinases e sideróforos foram produzidas pelos isolados, sendo este último o mais frequente. Nos testes de interação com organismos foi verificado que, embora os isolados de actinobactéria tenham inibido a germinação de esporos do fungo micorrízico arbuscular (FMA) Gigaspora rosea em teste in vitro, no experimento in vivo, em que foi utilizado o milho como planta hospedeira para inoculação com o FMA e os isolados A43, Ac136 e Ac202, os isolados Ac136 e Ac202 estimularam a colonização das raízes pelo FMA. Estes mesmos isolados também estimularam a germinação de sementes e desenvolvimento inicial de plântulas de Pinus, porém prejudicaram a germinação e desenvolvimento inicial de Araucária. Estes mesmos isolados foram capazes de reduzir a mortalidade de plântulas de Pinus em cerca de 25%, e esta diminuição foi atribuída à inibição de Fusarium sp.. No teste de viabilidade dos isolados em diferentes veículos o isolado que mostrou maior sobrevivência foi o Ac202, mantendo um número de propágulos viáveis correspondente a 5,48 log UFC mL-1, enquanto que o veículo mais apropriado para a elaboração de inoculante com actinobactérias foi a glicerina. A análise molecular mostrou que os isolados mais promissores apresentaram maior similaridade com S. kasugaensis. Dentre todos isolados Ac202 (S. kasugaensis) foi o mais promissor obtido neste trabalho para o uso como agente de biocontrole de doenças causadas por fungos, apresentando forte antagonismo contra os quatro patógenos testados, promovendo a germinação e desenvolvimento inicial de Pinus e aumentando a sobrevivência de plântulas contaminadas com fungos fitopatogênicos. / Some actinobacteria that inhabits the rhizosphere are producers of substances that are capable of combating plant-pathogenic microorganisms, what makes them potential biological control agents, which can be used as the active ingredient of seeds and seedlings inoculants. This study aimed to isolate and evaluate the potential of actinobacteria isolates in controlling diseases caused by fungi in Araucaria angustifolia and Pinus elliottii. In addition, the study initiated the process of elaboration of an actinobacteria-based inoculant. 215 actinobacterial strains were isolated from the Araucarias rhizoplane, and 13 of them showed potential as antagonists against the phytopathogenic fungi Fusarium oxysporum, Cylindrocladium candelabrum, C. pteridis and Armillaria sp. in in vitro tests, and only the Ac136 and Ac202 strains showed the highest inhibition in the tests against the four pathogens. Among the antimicrobial substances tested, only cellulases, chitinases and siderophores were produced, with the latter being the most frequent. In the interaction tests with other organisms it was found that although the actinobacterial strains have inhibited the germination of the arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) Gigaspora rosea spores on the in vitro test, the in vivo experiment, with maize as host plant, inoculated with the AMF and A43, Ac136 and Ac202 actinobacterial strains, Ac136 and Ac202 stimulated root colonization by AMF. These strains also stimulated Pinus seed germination and seedling early development, but hindered the germination and early development of Araucaria. In addition, the same strains were able to reduce the mortality of pine seedlings by about 25%, and this decrease was attributed to the inhibition of Fusarium sp.. In the viability test of the strains in different vehicles the strain that showed the greatest shelf-life was Ac202, with 5.48 log CFU mL-1, and the most appropriate vehicle for the actinobacteriabased inoculant development was glycerin. Molecular analysis showed that the most promising isolates showed the greatest similarity with S. kasugaensis. Among all strains Ac202 (S. kasugaensis) was the most promising one for the use as biocontrol agent of fungal diseases, exhibiting a strong antagonism against the four pathogens tested, promoting germination and early development of Pinus and increasing survival of seedlings infected with pathogenic fungi.

No presente trabalho, a metodologia NBS-profiling foi utilizada para o desenvolvimento de marcadores RGA (Resistance Genes Analogs) em duas populações de Phaseolus vulgaris, sendo uma derivada do cruzamento entre Bat 93 e Jalo EEP558 (BJ) e a outra derivada do cruzamento entre Carioca e Flor de Mayo (CFM). Uma vez identificados, foram mapeados 32 marcadores RGA na população BJ e 40 na população CFM. Nove dos marcadores alocados no mapa de ligação da população BJ se localizaram em proximidade a clusters de resistência, já identificados por outros pesquisadores. Foi realizado o sequenciamento de 32 dos RGA detectados, sendo 16 da cada população. Cinco sequências oriundas da população BJ e três sequências da população CFM apresentaram similaridade com proteínas de resistência identificadas em P. vulgaris, Glycine max e Medicago truncaluta. O mapa de ligação aqui gerado para a população CFM foi utilizado para o posicionamento de QTL (Quantitative Trait Loci) de resistência à mancha-angular (Pseudocercospora griseola (Sacc.) Crous & Braun) e ao oídio (Erysiphe polygoni DC.). Um total de 12 QTL foi mapeado, cinco associados à resposta à mancha angular e sete à resposta ao oídio. / In the presenty study, the NBS-profiling method was used for the development of RGA (Resistance Gene Analogs) markers in two populations of Phaseolus vulgaris, one derived from a cross between \'Bat 93\' and \'Jalo EEP558\' (BJ) and the other derived from a cross between \'Carioca\' and \'Flor de Mayo (CFM). After their identification, 32 RGA markers were mapped on the BJ population and 40 on the CFM population. Nine of the markers assigned to the linkage map of the BJ population were located in the proximity to clusters of resistance already identified by other researchers. We carried out the sequencing of 32 out of the RGA detected, being 16 from each population. Five sequences derived from the BJ population and three sequences from the CFM population showed similarity to resistance proteins identified in P. vulgaris, Glycine max and Medicago truncaluta. The linkage map here generated for the CFM population was used for the positioning of QTL (Quantitative Trait Loci) for resistance to angular leaf spot (Pseudocercospora griseola (Sacc.) Crous & Braun) and powdery mildew (Erysiphe polygoni DC.). Twelve QTL were mapped, five associated to the response to the angular leaf spot and seven to the powdery mildew.