A ferrugem da folha é a doença que causa maiores prejuízos à triticultura. A resistência genética é comprovadamente o método mais eficiente e econômico de controle. Em trigo, a resistência à ferrugem da folha pode ser específica à raça e não específica à raça. Atualmente a melhor estratégia para manter uma proteção efetiva contra a ferrugem da folha consiste em empregar combinações de genes, independente do tipo de resistência que conferem. A piramidização de genes é facilitada com o uso de marcadores moleculares. Os mecanismos moleculares de resistência dos genes que conferem resistência específica à raça têm sido amplamente estudados, no entanto da resistência não específica à raça pouco se sabe. Assim, este projeto teve como objetivos: I) validar marcadores moleculares para seleção assistida para a resistência à ferrugem da folha em genótipos brasileiros de trigo; II) identificar marcadores moleculares potencialmente associados a genes de resistência não específica à raça à ferrugem da folha; III) identificar e caracterizar análogos a genes de resistência em trigo;IV) caracterizar mecanismos moleculares da resistência não específica à raça a ferrugem da folha em trigo. Para a validação foram avaliados cinco marcadores PCR-específcos associados aos genes Lr1, Lr9, Lr10 e Lr24. Os marcadores associados aos genes Lr9, Lr10 e Lr24 apresentaram potencial para uso na seleção assistida, pois foram específicos para plantas contendo estes genes. Para a identificação de RGAs foram utilizadas três combinações de primers degenerados. A maioria das seqüências apresentou os motivos comuns a genes de resistência. Uma seqüência apresentou alta homologia com genes de resistência previamente identificados. Os primers derivados das seqüências identificadas apresentaram alto polimorfismo, sendo que um destes mostrou-se associado ao gene Lr26 e a resistência de planta adulta à ferrugem da folha. A combinação da técnica de AFLP com linhagens diferenciais contrastantes para os genes Lr13 e Lr34 permitiu identificar duas seqüências potencialmente associadas ao gene Lr34. O uso da SSH permitiu identificar genes diferencialmente expressos na resistência não específica à raça à ferrugem da folha no cultivar Toropi. Dentre as seqüências identificadas estão genes codificadores de proteínas de membranas potencialmente associados à percepção do patógeno e genes com domínios característicos de sinalizadores secundários para a resistência como NPR1, Rar1, Sgt1 e calmodulina. Além destas, foram identificados também seqüências com homologia a genes codificadores de enzimas chaves no controle de rotas de síntese de substâncias relacionadas à defesa e envolvidas no metabolismo primário, principalmente produção de energia. Os marcadores e seqüências obtidas e mecanismos elucidados neste trabalho representam ferramentas valiosas para a obtenção de cultivares de trigo com resistência ampla e durável à ferrugem da folha. / Leaf rust is one of the most important wheat diseases worldwide. The genetic resistance is the most efficient and economical method to leaf rust control. Host resistance to leaf rust can either be race-specific or no race-specific. The best strategy to maintain an effective protection against leaf rust consists in resistance gene combinations, independent of the resistance type. Marker-assisted selection greatly facilitates gene pyramidization. The molecular mechanisms of race-specific resistance genes have been well studied, however there is little known about the no race-specific resistance gene mechanisms. The objectives of this project were: I) to validate molecular markers for marker-assisted selection to leaf rust resistance genes in Brazilian wheat cultivars; II) to isolate and characterize resistance gene analogues (RGAs) in wheat; III) to identify molecular markers potentially associated to leaf rust no race-specific resistance genes; IV) to characterize molecular mechanisms from no race-specific resistance genes to leaf rust in wheat. Five PCR-specific markers previously identified as associated to the Lr1, Lr9, Lr10 and Lr24 genes were evaluated. The markers associated to the Lr9, Lr10 and Lr24 genes were specific to the cultivars carrying them in the Brazilian wheat cultivars, demonstrating potential for marker-assisted selection. Three degenerate primer combinations were used for the RGAs identification and most of the identified sequences showed the conserved motifs from resistance genes. One sequence showed high homology with previous identified plant resistance genes. The primers from identified sequences showed high polimorphism, and one of these is associated to the Lr26 leaf rust resistance gene and to the adult plant resistance present in cultivar BR35(?). The use of AFLP (amplified fragment length polymorphism) technique with near-isogenic lines carrying Lr13 and Lr34 genes from wheat cv. Thatcher allowed to identify two sequences potentially associated to the Lr34 gene. SSH were used to identify leaf rust induced genes from no race-specific resistance wheat cultivar Toropi. Among the identified sequences there are proteins of membranes for genes potentially associated to the pathogen perception and genes with secondary signals resistance domains as NPR1, Rar1, Sgt1 and calmodulin binding protein. Besides these, we identified sequences with homology to genes for key enzymes in the control of the related defense substances synthesis and involved in the primary metabolisms, mainly energy production. The markers and sequences obtained and the mechanisms elucidated in this work represent a valuable tool for the development of wheat cultivars with more reliable resistance to leaf rust.

O gênero Petunia Juss. é caracterizado pela distribuição exclusivamente sulamericana e diversificação recente. Petunia exserta Stehmann é uma espécie endêmica da região fisiográfica da Serra do Sudeste (RS). Essa região faz parte do Bioma Pampa e apresenta um relevo muito característico com a presença de grandes torres de pedra. As plantas de Petunia exserta são encontradas nessas torres, em reentrâncias semelhantes a pequenas cavernas, um habitat muito restrito e inóspito para as outras espécies do gênero. Além de P. exserta, são descritas cerca de 30 espécies de plantas endêmicas dessa região, o que faz da Serra do Sudeste um local muito importante para a preservação da biodiversidade do Bioma Pampa. Este trabalho teve como objetivo principal caracterizar a estrutura populacional da espécie P. exserta através de marcadores moleculares plastidiais e nucleares. Dentro desse objetivo maior, também são objetivos desse trabalho: caracterizar as novas populações encontradas quanto ao modo de vida e variabilidade fenotípica; avaliar a presença de introgressão gênica a partir de P. axillaris; e fornecer subsídios que reforcem a necessidade da criação de uma unidade de conservação na Serra do Sudeste. Foram analisados 655 indivíduos para as sequências concatenadas dos espaçadores intergênicos plastidiais trnH/psbA e trnG/trnS e 487 indivíduos foram genotipados para cinco marcadores nucleares do tipo CAPS (cleaved amplified polymorphic sequences). As populações de P. exserta estudadas se caracterizam por uma ampla variabilidade fenotípica na coloração das flores e posição do aparelho reprodutivo. A análise dos dados demonstrou que a introgressão entre P. exserta e P. axillaris é restrita, possivelmente devido à seleção adaptativa, o que sugere que o habitat diferenciado pode desempenhar um papel importante nesse aspecto. A Análise de Variância Molecular (AMOVA) demonstrou grande estruturação genética, indicando o endocruzamento como uma característica da espécie. O compartilhamento de haplótipos plastidiais e alelos nucleares juntamente com a distribuição geográfica simpátrica, a ocorrência de eventos de hibridação e a pouca variabilidade genética permitem sugerir que P. exserta é uma espécie derivada de P. axillaris. Assim, a manutenção dessa espécie é dependente da manutenção do seu habitat que é limitado aos pequenos abrigos das torres da Serra do Sudeste. / Petunia Juss. is a genus characterized by an exclusive South American distribution and by its recent diversification. Petunia exserta Stehmann is an endemic species from Serra do Sudeste (RS) phisiographic region, which is parte of the Pampa biome and has a characteristic landscape with the presence of stone towers. P. exserta plants grow in these towers, in shady cracks resembling small caves. Its habitat is very restrict and inhospitable for the other species of the genus. In addition to P. exserta, more than 30 endemic plant species are described for this region, making of the Serra do Sudeste a very important region for maintaining the biodiversity of the Pampa biome. The main goal of this study was characterizing P. exserta population structure using chloroplast and nuclear markers. Within this framework, other goals of this study are: characterizing the newly discovered populations regarding its habit and phenotypic variation; evaluating the occurrence of introgression from P. axillaris; and presenting evidences that reinforce the need of a conservation unit in the Serra do Sudeste region. Overall, 655 plants were analyzed for the plastidial intergenic spacers trnH/psbA and trnG/trnS, and five CAPS (cleaved amplified polymorphic sequences) nuclear markers were used to genotype 487 individuals. The populations of P. exserta found were characterized by a wide phenotypic variation regarding flower color and position of the reproductive organs. Data analyses indicated low levels of introgression between P. exserta and P. axillaris, possibly due to natural selection, suggesting that the different habitat for these two species may influence this point. As shown by the Molecular Variance Analyze (AMOVA) the species presents strong genetic structure, indicating that inbreeding seems to be a characteristic of this species. The sharing of both cpDNA haplotypes and nuclear alleles, together with the sympatric geographical distribution, hybridization, and low genetic variability in P. exserta allow the suggestion that P. exserta is derived from P. axillaris. Thus, the maintenance of this species depends on the maintenance of its habitat, which is restricted to the small shelters on the towers in the Serra do Sudeste region.

O cerrado brasileiro é um dos biomas de maior riqueza e endemismo de plantas, mas com alto índice de desmatamento nas últimas décadas, o que resultou na fragmentação dos habtats e na ameaça de extinção de centenas de espécies vegetais. Dentre estas espécies ameaçadas está Anacardium humile, conhecida como cajuzinho-do-campo, uma planta caméfita de ampla distribuição pelo país, servindo de alimento para o homem e para alguns animais e apresentando propriedades medicinais. Estudos sobre a estrutura de populações de Anacardium humile são escassos na literatura, e seu entendimento é fundamental para a preservação e conservação da espécie. Dessa forma, o presente trabalho teve dois objetivos: 1) em duas fitofisionomias de cerrado distintas, estimar a abundância de ramets da espécie, seu padrão de distribuição espacial em macro e microescala, e a influencia da porcentagem de abertura do dossel na determinação deste padrão; 2) a construção de uma biblioteca genômica enriquecida de microssatélites para a espécie e o desenho de primers a partir desta biblioteca, a fim de isolar locos com potencial para uso como marcadores genéticos. Com relação ao primeiro objetivo, três parcelas de 0,5 ha, divididas em 200 subparcelas, foram instaladas (duas num fragmento de cerrado típico à cerradão e uma num fragmento de cerrado aberto), e todos os ramets da espécie foram amostrados por contagem, sendo discriminados os com e sem ataque de Contarinia sp. (Diptera: Cecidomyiidae). Fotografias foram tiradas do centro de cada parcela para determinar a porcentagem de abertura do dossel. A abundância de ramets foi maior nas áreas mais abertas, mas a incidência de ataque de Contarinia sp foi maior no fragmento mais fechado. As análises de macroescala (Índice de Dispersão) e de microescala (Autocorrelação Espacial) mostraram que os ramets da espécie apresentam padrão agregado em ambas as áreas, mas que essa agregação, em microescala, não está relacionada à porcentagem de abertura do dossel, embora haja diferenças significativas para este ultimo fator entre os grids, indicando que o padrão é devido à sua forma de vida. Já em relação ao segundo objetivo, a construção da biblioteca genômica enriquecida de microssatélites resultou em 180 clones, dos quais 84 foram seqüenciados, sendo detectadas 23 sequências contendo microssatélites, o que representa um enriquecimento da biblioteca de 27,38%. Foram desenhados 15 pares de primers dentre os 34 microssatélites obtidos, mas apenas 7 pares amplificaram. Destes, cinco pares foram visualizados em acrilamida, e um loco polimórfico foi observado. O número de clones obtidos está dentro do observado em estudos com outras espécies da família Anacardiaceae, mostrando a eficiência do protocolo. Problemas com a otimização de reagentes podem ter impedido a amplificação de alguns primers, uma vez que os procedimentos para o desenho dos mesmos foram adequados. Os resultados de polimorfismo são preliminares, devido ao número baixo de indivíduos avaliados. Ao menos um loco apresenta potencial como marcador genético. / Brazilian cerrado is one of the richest and plants endemism biomes, but with a high deforestation in the last decades, resulted in habitats fragmentation and extinction threat of hundreds of plant species. Among these threatened species is Anacardium humile, known as cajuzinho-do-campo, a camephyth plant with a wide distribution through the country, which serves as aliment to man and some animals and presents some medical properties. Studies about Anacardium humiles populations structure are very scarce in the literature, and its understanding is fundamental to the preservation and conservation of the species. Thus, the present work had two objectives: 1) in two distincts cerrado plant physiognomies, estimate the abundance of species ramets, its spatial distribution pattern in macro and microscale, and the influence of canopy openness percentage in the determination of this pattern; 2) construction of a genomic enriched library with microsatellites to the species and primers design from this library, to isolate loci with potential to be used as genetic markers. In relation to the first objective, three 0,5 ha quadrats, divided in 200 contiguous quadrats of 25 m2, were installed (two in a typical cerrado to cerradão fragment and one in an open cerrado fragment), and all species ramets were sampled by count, being differentiated in with and without Contarinia sp attack ((Diptera: Cecidomyiidae). Photographies of the center of each parcel were taken to determinate the percentage of canopys openness. The abundance of ramets were higher in the most opened areas, but the incidence of Contarinia sp attack were higher in the closest fragment. Macroscale (Dispersion Index) and microscale analysis (Spatial Autocorrelation) showed that species ramets present an aggregated pattern in both areas, but this aggregation is not related to the percentage of canopys openness, although there are significant differences to this last factor among the grids, indicating that pattern is due to its way of life. In relation to the second objective, the construction of genomic library enriched with microsatellites resulted in 180 clones, which 84 were sequenced, being detected 23 sequences containing microsatellites, representing a librarys enrichment of 27,38%. 15 primers pairs were designed among the 34 obtained microsatellites, but only 7 pairs amplified. From these, five pairs were visualized in acrylamide, and one polymorphic loco was observed. The number of obtained clones is in accordance with the observed in studies with another species from Anacardiaceae family, showing protocols efficiency. Problems with the optimization of reagents may have impeded the amplification of some primers, once that procedures to their design were suitable. Polymorphism results are preliminaries, due to low number of evaluated individuals. At least one loco presents potential as genetic marker.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:32:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6126.pdf: 1329059 bytes, checksum: 59a44130f8729045ce75390394dff4ea (MD5) Previous issue date: 2014-05-30 / Financiadora de Estudos e Projetos / The polifasic taxonomy approach became indispensable in classification of living beings, especially microorganisms, such as Chlorophyceae. This class is compound of very distinct organisms most microscopic, unicellular, colonials, filamentous, and the classification and identification is many times hampered due the lack of structures observable that helps the discrimination. Some habits, reproduction, the occurrence of cryptic species are some factors that can lead to forms that make difficult the taxonomy of these organisms. Besides the traditional morphology, the molecular biology allows a robust concerning the classification of the studied organism. Associated to a better classification, the search for faster and more practical methods of identification, as DNA Barcode, became intensified and many molecular markers are available in literature to be tested. For some groups of animals, brown algae, red algae and diatoms the marker COXI is considered an official DNA Barcode. However other groups, as Chlorophycea, are under constant investigation, due the fact that molecular marker that can be used satisfactory as DNA Barcode have not been found yet. Plastid markers as tufA, rbcL and nuclear as ITS are some of the most proposed to be applied in green algae, often combined with each other or other markers. However, for act as a molecular marker, it is necessary to be amplified by primers broadly applied. The present study has tested primers for tufA, ITS and rbcL marker, available in literature and already in use in other groups, looking for universality in Chlorophyceae. We also tested proposed universal primers for Chlorophyta (UCP4). Moreover, preliminary analyses have been performed for application of the markers as barcode in the class. The primers used for tufA marker showed universality in Chlorophycea amplifying for all 22 strains tested and sequencing have failed only for Oedogonium strain. From the rbcL marker, the primer pair GrbcL has amplified 12 and sequenced 7 of 22 strains and rbcLFP which one the reverse primer was designed in this study amplified and sequenced 16 lineages. Primers from the ITS marker amplified only 5 lineages and UCP4 primers have not amplified any strain. Beside the universality found for tufA primers, Analysis with the obtained sequences showed that the tufA gene is a promising molecular marker to be applied in Chlorophyceae. / A abordagem polifásica de taxonomia se tornou indispensável na classificação especialmente de microorganismos, como os da classe Chlorophyceae. Esta classe é composta de organismos muito distintos, sendo a maioria microscópica, apresentando formação do talo unicelular, colonial e filamentosa e a classificação e identificação dos representantes desta classe são muitas vezes dificultadas pelo fato de não possuírem estruturas observáveis em microscópio usadas para discriminação. Alguns hábitos e tipos de reprodução, a ocorrência de espécies crípticas são alguns fatores que podem resultar em formas que também dificultam a taxonomia destes organismos. Associada a uma classificação mais robusta, a procura por métodos mais rápidos e práticos, como o DNA Barcode, se intensificou e muitos marcadores moleculares já se encontram disponíveis na literatura para serem testados. Para alguns grupos de animais, algas pardas, algas vermelhas e diatomáceas o marcador COXI é considerado oficial como DNA Barcode. Entretanto, outros grupos como Chlorophyceae este marcador não é aplicável devido a sua natureza conservada e, portanto, estão sob constante investigação, devido ao fato de que ainda não foram encontrados marcadores que possam ser aplicados satisfatoriamente como DNA Barcode. Marcadores plastidiais como tufA, rbcL e nucleares como o ITS são alguns dos mais aplicados em estudos com algas verdes, muitas vezes combinados entre si ou com outros marcadores. Entretanto para que figurem como marcadores moleculares devem ser amplificados por primers que possam ser aplicados de maneira ampla. Assim, o presente estudo teve como objetivo testar primers para os marcadores tufA, ITS, rbcL , disponíveis na literatura e já aplicados com outros grupos, buscando a universalidade destes primers também em Chlorophyceae. Foi testado também um par de primers proposto como universal para Chlorophyta (UCP4). Os primers para o gene tufA mostraram universalidade para a classe amplificando todas as 22 cepas testadas com falha no seqüenciamento apenas para a cepa de Oedogonium sp.Os primers para o gene rbcL, GrbcL, amplificou 12 e seqüenciou satisfatoriamente 7 cepas das 22 utilizadas, e o par rbcLFP, o qual teve um de seus iniciadores desenhado neste estudo, amplificou e seqüenciou 16 cepas. Primers para o gene ITS amplificaram 5 cepas com bom seqüenciamento de apenas 3 e o par de primers UCP4 não amplificou nenhuma cepa. Além da universalidade observada do par de primers para o gene tufA, análises com as seqüências obtidas mostraram que este gene se mostrou um promissor candidato a marcado molecular para aplicação na classe Chlorophyceae.

O florescimento é um fator decisivo à adaptação da aveia em ambientes subtropicais. A iniciação floral em alguns genótipos cultivados no Sul do Brasil é dependente de baixas temperaturas, um processo denominado vernalização. Os objetivos deste trabalho foram determinar o número de genes que controlam o caráter resposta à vernalização em aveia, clonar e caracterizar genes associados à vernalização com base na ortologia com outras espécies de gramíneas e identificar marcadores moleculares ligados a estes genes em aveia. O número de genes controlando o caráter resposta à vernalização foi estimado em linhagens recombinantes derivadas dos cruzamentos UFRGS 8 x UFRGS 930605 e UFRGS 881971 e Pc68/5*Starter. A resposta à vernalização nas populações avaliadas foi controlada por dois genes dominantes maiores, onde genótipos insensíveis à vernalização carregam os alelos AABB, AAbb e aaBB, enquanto que genótipos sensíveis à vernalização carregam os alelos aabb. Vinte e dois pares de primers ancorados em regiões codificantes conservadas dos genes VRN1, VRN2 e VRN3 de trigo, cevada e azevém foram utilizados para amplificar e clonar sequências de aveia. Sequências clonadas correspondendo aos genes alvo foram recuperadas para ambos VRN1 e VRN3. Outras sequências apresentaram similaridade à uma proteína com motivo zinc-finger e domínio CCT, os quais são componentes do gene VRN2 em trigo e cevada. Sequências de aveia também apresentaram elevada similaridade ao gene Hd3a, o qual está envolvido no florescimento em arroz e é ortólogo aos genes VRN3 de trigo e cevada e ao gene FT de Arabidopsis thaliana. O gene VRN3 foi mapeado em três populações de aveia: UFRGS 8 x UFRGS 930605, UFRGS 881971 x Pc68/5*Starter e Kanota x Ogle. Nas três populações, o gene VRN3 foi mapeado em regiões cromossômicas colineares correspondendo ao grupo de ligação 6 de K x O. Marcadores moleculares DArT ligados a QTLs que afetam a resposta à vernalização em aveia foram detectados através do mapeamento por intervalo simples. Um QTL associado com a resposta à vernalização foi detectado na população UFRGS 8 x UFRGS 930605, o qual explicou 20% da variação fenotípica observada entre as linhagens recombinantes. / Flowering time is a decisive factor in the adaptation of oat to sub-tropical environments. Varieties grown in southern Brazil show response to low temperaturedependant floral initiation, a process called vernalization. The objectives of this study were to determine the number of genes controlling the response to vernalization in oats, to clone and characterize genes associated with vernalization based on orthology with other grass species, and to identify molecular markers linked to those genes in oats. The number of genes controlling the response to vernalization was estimated in recombinant inbred lines from the crosses UFRGS 8 x UFRGS 930605 and UFRGS 881971 x Pc68/5*Starter. Response to vernalization in the evaluated populations was controlled by two dominant major genes with the vernalizationinsensitive genotypes carrying AABB, AAbb, and aaBB alleles, whereas the vernalization-responsive ones carrying aabb alleles. Twenty-two primer pairs anchored in conserved coding regions of VRN1, VRN2, and VRN3 genes from wheat, barley, and lolium were used to amplify and clone oat sequences. Cloned sequences corresponding to the targeted genes were recovered for both VRN1 and VRN3. Other sequences showed similarity to a protein with a zinc-finger motif and a CCT domain, which are components of VRN2 in wheat and barley. Oat sequences also showed high similarity to the Hd3a gene, which is involved with flowering time in rice, and is an orthologue of the wheat and barley VRN3 gene and the Arabidopsis thaliana FT gene. The VRN3 gene was mapped in three oat populations: UFRGS 8 x UFRGS 930605, UFRGS 881971 x Pc68/5*Starter and Kanota x Ogle. In all three populations, VRN3 fell within colinear regions corresponding to KxO linkage group 6. DArT markers linked to QTLs for response to vernalization in oats were detected by simple interval mapping. One quantitative trait locus (QTL) associated to vernalization response was identified in the UFRGS 8 x UFRGS 930605 population, which explained 20% of the phenotypic variation observed among the recombinant inbred lines.

A brusone, causada por Magnaporthe oryzae, é a principal doença da cultura do arroz no Brasil e no mundo. O manejo efetivo da doença pode ser obtido com o uso de cultivares resistentes. A alta variabilidade genética e a capacidade de adaptação do patógeno, por pressão de seleção, no entanto, tem diminuído o tempo de vida útil decultivares plantadas extensivamente por vários anos. Este estudo objetivou caracterizar a diversidade patogênica e a estrutura populacional de uma população contemporânea de M. oryzae do Sul do Brasil. Para tal, uma população de 224 isolados foi obtida de folhas e panículas sintomáticas coletadas em 17 municípios dos Estados do Rio Grande do Sul - RS (147 isolados) e Santa Catarina - SC (77 isolados) na safra 2012/13. Todos os isolados foram inoculados em uma série internacional de oito cultivares diferenciadoras e uma séria brasileira de oito cultivares de arroz irrigado. Uma subamostra de 192 isolados foi submetida a genotipagem com dez marcadores microssatélites. No total, foram identificados 75 patótipos pela série internacional e 38 patótipos pela série nacional. Os dois patótipos mais prevalentes foram o IH-1(23 isolados), encontrado somente no RS, e o BF-4 (38 isolados). Em SC, o patótipo mais prevalente foi o IB-46 (21 isolados) Já para os patótipos brasileiros, houve o predomínio do BD-15 (34 isolados) no estado do RS e BF-4 (38 isolados) em SC. Com base nos padrões gerados pelos microssatélites, os isolados foram agrupados em quatro subpopulações, ou linhagens, distintas. Duas linhagens, encontradas no RS, foram compostas uma por isolados da cultivar Puitá INTA CL e outra por isolados da cultivar Guri INTA CL. Uma terceira linhagem agrupou isolados apenas de Santa Catarina e, por último, uma linhagem agrupou isolados distribuídos nos dois estados e em diferentes cultivares. Não houve associação entre as linhagens e os patótipos brasileiros ou internacionais. O número de patótipos internacionais identificados neste estudo é o maior até então relatado em uma região produtora do Brasil. As informações geradas podem ser úteis para os programas de melhoramento na busca de fontes de resistência considerando as populações distintas nas regiões produtoras do sul do Brasil. / Blast, caused by Magnaporthe oryzae, is the main disease of rice in Brazil and worldwide. The disease is effectively managed with the use of resistant varieties. The high genetic variation and adaptation due to selection pressure in the pathogenic populations affects the durability of the resistance when a few and genetically uniform varieties are grown over large areas and many years. This study aimed to characterize the pathogenic diversity and population genetic structure in a contemporary population of M. oryzae from Southern Brazil. For such, 224 isolates were obtained from symptomatic leaves and panicles collected across 17 municipalities of Rio Grande do Sul (RS, 147 isolates) and Santa Catarina (SC, 77 isolates) states during the 2012/13 season. All isolates were inoculated in a set of eight differential international varieties and another set of eight differential Brazilian varieties or irrigated rice. A subsample of 192 isolates was genotyped using ten microsatellite markers. In total, 75 and 38 pathotypes were identified based on the international and Brazilian differential sets, respectively. The most prevalent pathotypes were IH-1 (23 isolates), found only in RS, and BF-4 (38 isolates) In SC, the most prevalent pathotype was the IB-46 (21 isolates). For the Brazilian pathotypes, BD-15 was the most prevalent in RS state (34 isolates) and BF-4 was the most prevalent in SC (38 isolates). The molecular analysis showed that the microsatellites markers were highly polymorphic, revealing high variation within and among the four populations structured by cultivar and geography. Two lineages were found solely in one of two varieties: Puitá INTA CL and Guri INTA CL. A third lineage was found only for isolates from SC State. Finally, a fourth lineage was composed of isolates spread out through both states and several varieties. No association was found between the lineages and the groups of international or Brazilian pathotypes. The number of international pathotypes identified in this study is the largest reported in a production region of Brazil. The information from this study may be useful for breeding programs targeting sources of resistance taking into account the current profile of the populations of the rice blast pathogen from Southern Brazil.

Desde o início da história taxonômica de Relbunium, muitos foram os trabalhos que enfatizaram sua autonomia e posição taxonômica. Atualmente, alguns estudos sugerem que as espécies pertencentes a Relbunium devam ser incluídas em uma seção do gênero Galium. Porém, recentes estudos moleculares na tribo Rubieae, destacam Galium como um grupo parafilético, e Relbunium como um gênero independente e monofilético. O problema taxonômico referente a Galium e Relbunium é de difícil solução, devido à ausência de estudos que integrem caracteres morfológicos, ecológicos e moleculares. No presente trabalho objetivou-se adicionar informações para o conhecimento básico das espécies de Relbunium e Galium para o sul do Brasil, a partir de caracteres morfológicos e moleculares, buscando responder a seguinte questão: “Relbunium pode ser considerado um gênero ou apenas uma seção dentro de Galium?”. Para atingir os objetivos, foi analisada a morfologia das espécies, com ênfase nas folhas, flores e frutos para duas espécies de Galium e treze de Relbunium: G. latoramosum, G. uruguayense, R. equisetoides, R. gracillimum, R. hirtum, R. humile, R. humilioides, R. hypocarpium, R. longipedunculatum, R. mazocarpum, R. megapotamicum, R. nigro-ramosum, R. ostenianum, R. richardianum e R. valantioides. Chaves de identificação foram geradas a partir dos resultados das análises morfológicas. As folhas foram analisadas quanto à forma, ápice, padrão de venação, tricomas, estômatos, distribuição de idioblastos secretores e vascularização do hidatódio. Esses caracteres não evidenciaram a separação entre os gêneros, auxiliando apenas na individualização das espécies. A morfologia das flores e frutos auxiliou na diferenciação dos gêneros e espécies estudadas. As flores são comumente bispóricas, a exceção de G. latoramosum. Brácteas involucrais, ausentes em Galium, estão presentes nas espécies de Relbunium, de duas a quatro; nesse gênero há presença de antopódio, ausente em Galium. A corola possui tricomas glandulares unicelulares na face adaxial, e na face abaxial os tricomas, quando presentes, são simples e idioblastos secretores estão presentes apenas em R. gracillimum. O androceu tem quatro estames alternipétalos e exsertos, com anteras dorsifixas e tetrasporangiadas, de deiscência longitudinal. O ovário é ínfero, bicarpelar, bilocular, com um rudimento seminal anátropo e unitegumentado por lóculo. O desenvolvimento dos frutos, a estrutura do pericarpo e da testa foram descritos. Os frutos são do tipo baga, em R. gracillimum e R. hypocarpium, ou esquizocarpo, nas demais espécies. A consistência do pericarpo pode variar de carnosa, nos frutos do tipo baga, a levemente seca, nos frutos esquizocarpos. Entre as espécies, observou-se uma variação com relação ao exocarpo, que pode ser liso, piloso ou com idioblastos secretores. A testa é constituída por apenas uma camada de células, que em R. hypocarpium mostra-se descontínua. Além das descrições morfológicas, foram realizados estudos moleculares das espécies, através do seqüenciamento de fragmentos do DNA nuclear (ITS) e plastidial (trnL-F). A partir dos resultados obtidos formam elaborados cladogramas com base nos dados morfológicos e moleculares. O cladograma construído a partir dos dados morfológicos (vegetativos e reprodutivos) evidenciou a distinção dos dois gêneros, ou seja, sustenta Relbunium como táxon independente. Nesse cladograma observa-se que a VI presença ou ausência de brácteas foi determinante, e proporcionou a separação dos gêneros. A uniformidade dos caracteres morfológicos vegetativos entre as espécies auxiliou apenas na distinção das espécies de Relbunium. Com relação aos dados moleculares, os fragmentos de DNA utilizados mostraram-se pouco informativos. A análise do fragmento ITS, em especial, contribuiu para confirmação da relação entre algumas espécies (R. hirtum e R. ostenianum, e R. humile e R. mazocarpum). A análise combinada dos dados morfológicos e moleculares não caracterizou Relbunium como um clado monofilético, sendo sua manutenção não sustentada, isso, principalmente, devido à falta de diferenças moleculares entre as espécies. Conclui-se que para o grupo em questão as análises morfológicas, das folhas, flores e frutos, foram suficientes para destacar Relbunium como um gênero autônomo e monofilético na tribo Rubieae. / Since the benning of the Relbunium taxonomic history many studies were realized about his autonomy and position. Actually, some analyses suggest that Relbunium species must be transfered to a Galium section. Recent molecular analyses of the tribe Rubieae, showed Galium as a paraphyletic group and Relbunium as an independent monophyletic group. In this work our attempt was to generate complementary data that could improve the knowledge of Relbunium and Galium from the south of Brazil. Our objective was produce valuable data though morphological and molecular analyzes in order to help answering this question: “Does Relbunium really constitute a separate genus from Galium or is it a section from Galium?”. Morphological analyzes were realized for the leaves, flowers and fruits from two Galium and thirteen Relbunium species: G. latoramosum, G. uruguayense, R. equisetoides, R. gracillimum, R. hirtum, R. humile, R. humilioides, R. hypocarpium, R. longipedunculatum, R. mazocarpum, R. megapotamicum, R. nigro-ramosum, R. ostenianum, R. richardianum e R. valantioides. Identification keys were generated using results from the morphological analyses. Leaf morphology was characterized based on the shape of the entire lamina and the apex, the type of venation, the presence, types and distribution of trichomes, stomata, and secretory idioblasts, and the vascularization of hydathodes. Leaf characters did not allow a clear separation among genera, only an individualization of the species. Flower and fruit morphology helped differentiating the genera and species studied. Flowers are commonly bisporic, except for G. latoramosum. Involucrate bracts are absent in Galium, but 2 to 4 bracts and an anthopodium occurred in Relbunium. For the studied species, unicellular glandular trichomes were presented in the adaxial surface of the corolla, but whenever present in the abaxial surface, they were always from the simple non glandular type. Secretory idioblasts are present only in R. gracillimum. The androecium presented four exserted stamens alternated with petals, with dorsifixed and tetrasporangiated anthers of longitudinal dehiscence. The ovary is inferior, bicarpellate and bilocular with an anatropous and unitegmic ovule per locule. The type and texture of fruits, and the anatomy of the pericarp and the seed coat also helped separation of the studied species. Almost dry schizocarp fruits occurred in all of them, except for R. gracillimum and R. hypocarpium, that presented fleshy berry fruits. The exocarp surface was glabrous or hairy, or presented secretory idioblasts. The seed coat was constituted by a monolayer epidermis, that is discontinuous in R. hypocarpium. Molecular analyzes were realized through DNA sequencing of nuclear (ITS) and plastidial (trnL-F) fragments. After that, molecular and morphological data were used to construct cladograms. When obtained only with morphological data the cladograms resulted in the separation of Relbunium from Galium, mainly based on the presence of bracts. However using only the molecular data from ITS and trnL-F fragments, results were poorly informative. The analyses of the ITS fragments confirmed the morphological similarities among the species as R. hirtum and R. ostenianum, R. humile and R. mazocarpum. Our results show that only morphological analyses characterized Relbunium as a monophyletic group in the Rubieae tribe.

Paspalum notatum é uma espécie forrageira de ampla ocorrência no sul do Brasil. Esta espécie consiste de biótipos diplóides sexuais (P. notatum var. saurae), restritos à Argentina, e apomíticos poliplóides (P. notatum var. notatum). Este trabalho teve por objetivos a caracterização agronômica, molecular e morfológica, e determinar o nível de ploidia em uma coleção de acessos de P. notatum. O experimento foi implantado na Estação Experimental Agronômica da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, em Eldorado do Sul, consistindo de 52 acessos de P. notatum, a cultivar comercial Pensacola e dois biótipos de P. guenoarum, Baio e Azulão. As avaliações foram realizadas em plantas individuais, em delineamento completamente casualisado, com cinco repetições durante os anos de 2008-2009. Houve variabilidade para todas as características morfológicas analisadas, com a formação de 16 grupos morfológicos. O hábito das plantas, pilosidade da bainha e das lâminas foliares foram os caracteres que mais contribuíram para a divergência genética, somando 55,16% da variação. Houve variação das produções forrageiras entre os diferentes acessos. A maioria dos acessos de P. notatum apresentou elevadas produções de matéria seca ao serem comparados com a cultivar Pensacola. Os acessos 48N, 95N, 70N e V4 apresentaram as maiores produções além de apresentarem persistência ao inverno da região. Na caracterização molecular, os oito marcadores SSR formaram nove grupos, com índice de similaridade média de 0,29, variando de zero a 0,83. O conteúdo de informação de polimorfismo variou de 0,41 a 0,69, com todos os locos polimórficos. Dos 25 acessos de P. notatum para os quais foi determinado o nível de ploidia, quatro acessos são diplóides (2n=2x=20 cromossomos) e os demais tetraplóides (2n=4x=40 cromossomos). Os quatro acessos diplóides são pertencentes à P. notatum var. saurae, e foram coletados na região de origem da Pensacola. Os resultados indicaram uma grande variabilidade em todas as análises realizadas, reforçando estudos realizados anteriormente para a espécie. A boa produção forrageira de alguns acessos e a detecção de acessos diplóides, aliado às informações de similaridade genética e morfológica obtidos com este estudo, pode ser de grande importância em futuros estudos de melhoramento genético com a espécie P. notatum. / Paspalum notatum is a forage species widely occurring in Southern Brazil. This species consists of sexual diploid (P. notatum var. saurae), restrict of the Argentina, and apomictic polyploid (P. notatum var. notatum) biotypes. This work has the objective to make the agronomic, molecular and morphological characterization, and to determine the ploidy level of the collection of P. notatum accessions. The experiment was carried out at the Experimental Agronomic Station of Universidade Federal do Rio Grande do Sul, in Eldorado do Sul, consisting of 52 accessions of P. notatum, the commercial cultivar Pensacola and two biotypes of P. guenoarum, Baio and Azulão. The assessments were performed in individual plants, in completely randomized design, with five replicates, during the 2008-2009 years. There was variation to the morphological characters analyzed with the formation of 16 morphological groups. The plants growth habit and the leaves pubescence were the characters with the major contribution to the genetic divergence, contributing with around 55,16%. There was variation of the forage production among the different accessions. Most accessions of P. notatum presented high yield when compared to the cultivar Pensacola. The accessions 48N, 95N, 70N and V4 showed high yield and also, showed persistence to the winter of the region. In the molecular characterization, the eight SSR markers formed nine groups, with a genetic similarity (Jaccard Index) of 0,29, ranging from 0,0 to 0,83. The polymorphism information content ranging 0,41 a 0,69, and all locus were polymorphic. The chromosome numbers were determined in 25 accessions of P. notatum, and four were diploids (2n=2x=20 chromosome) and 21 accessions were tetraploid (2n=4x=40 chromosome). The four diploids accessions belong to P. notatum var. saurae, and were collected in the region of origin of the Pensacola. The results showed variability in all analysis performed, in accord with previous studies to this species. The good forage production in some accessions and the detection of diploids accessions, associated with information of genetic and morphological similarity, can be important in futures studies of plant breeding in P. notatum.

A ferrugem da folha é a moléstia de maior importância econômica para a cultura da aveia e a resistência qualitativa, geralmente utilizada para o seu controle, apresenta pouca durabilidade. A utilização de resistência parcial, caracterizada pelo progresso lento da moléstia, tem sido reconhecida como alternativa para obtenção de genótipos com resistência mais durável. Os objetivos deste trabalho foram determinar o progresso da ferrugem, o controle genético da resistência, e identificar marcadores moleculares associados a essa resistência, em várias gerações e anos. Populações F2, F3, F4, F5 e F6 do cruzamento UFRGS7/UFRGS910906 (sucetível/parcialmente resistente) (1998, 1999 e 2000) e F2 do cruzamento UFRGS7/UFRGS922003 (1998), foram avaliadas a campo quanto à porcentagem de área foliar infectada, para determinar a área sob a curva do progresso da doença (ASCPD). Mapeamento molecular, com marcadores AFLP (amplified fragment length polymorphism), foi realizado em F2 e F6, do primeiro cruzamento, identificando marcadores associados à resistência quantitativa (“quantitative resistance loci” ou QRLs). Resultados de três anos evidenciaram alta influência do ambiente na expressão da resistência, apresentando, entretanto, variabilidade genética para resistência parcial nas populações segregantes. A distribuição de freqüências do caráter ASCPD nas linhas recombinantes F5 e F6 foi contínua, indicando a presença de vários genes de pequeno efeito em seu controle. Estimativas de herdabilidade variaram de moderada a alta. O mapa molecular F2 foi construído com 250 marcadores, em 37 grupos de ligação, e o mapa F6 com 86 marcadores em 17 grupos de ligação. Cinco QRLs foram identificados na F2 e três na F6. O QRL identificado na F6, pelo marcador PaaMtt340 apresentou consistência em dois ambientes.

A brusone, causada por Magnaporthe grisea, é a doença mais importante do arroz. Uma vez que, o uso de cultivares resistentes é o método mais efetivo para o controle da doença, a pesquisa visa a identificação de novos genes que confiram resistência mais durável. O objetivo deste trabalho foi a identificação de cultivares que contenham os genes de resistência Pi-1, Pi-2 e Pi-11 utilizando marcadores moleculares. RG64, um marcador RFLP baseado em PCR, foi utilizado para verificar a presença do gene Pi-2 em 250 cultivares de arroz. Trinta e três cultivares apresentaram o mesmo perfil eletroforético da linha-quaseisogênica (NIL) C101A51, que contém o gene Pi-2. Verificou-se que 28 cultivares foram resistentes aos isolados inoculados, indicando que RG64 possui alta eficiência para a seleção de cultivares que contêm o gene Pi-2. Três marcadores microssatélites (RM) foram utilizados para verificar a presença do gene Pi-1 em 104 cultivares de arroz. Trinta cultivares, analisadas com RM254, apresentaram o mesmo perfil da NIL C104LAC, que contém o gene Pi-1. Verificou-se que 19 cultivares foram resistentes aos isolados inoculados. Três marcadores microssatélites foram utilizados para verificar a presença do gene Pi-11 em 104 cultivares de arroz. Oito cultivares, analisadas com RM210, apresentaram o mesmo perfil da NIL IR1529, que contém o gene Pi-11, mas somente uma foi resistente. Com exceção do RM254, os demais marcadores microssatélites tiveram baixa eficiência de seleção de cultivares com o mesmo perfil das NILs. Estes resultados indicam que o uso de marcadores moleculares pode ser útil para acelerar o processo de lançamento de cultivares com resistência à brusone. No entanto, ainda é preciso aumentar a eficiência de seleção, através de marcadores microssatélites com localização cromossomal mais próxima dos genes Pi-1 e Pi- 11. Em um futuro próximo, isto poderá ser possível com a disponibilização de mapas moleculares de maior resolução.