Mais de 20 milhões de hectares em todo o mundo são atualmente destinados a plantações de Eucalyptus, sendo que o Brasil possui a segunda maior área. No ano de 2007 a rede internacional EUCAGEN, liderada pelo Brasil, África do Sul e Estados Unidos, surgiu com o objetivo de colaboração para a pesquisa genômica do eucalipto. A árvore escolhida para o sequenciamento (Brasuz) foi fornecida pelo Brasil e em 2011 as primeiras sequências foram disponibilizadas. Em todas as fases de seu desenvolvimento, o eucalipto está sob o constante ataque de patógenos, destacando-se a ferrugem, causada pelo Basideomiceto Puccinia psidii Winter como a mais importante doença em regiões tropicais. A doença vem se espalhando rapidamente pelo mundo e recentemente foi relatada na Austrália, centro de origem do eucalipto. Com o objetivo de estudar o mecanismo molecular da interação plantapatógeno entre Eucalyptus grandis e Puccinia psidii, estabeleceu-se um patossistema modelo composto por um isolado monopustular do fungo e plantas resistente e susceptível provenientes de uma progênie de meios irmãos da planta Brasuz. O desenvolvimento do patógeno nos genótipos selecionados foi analisado por meio de microscopia de luz e de epifluorescência, e permitiu o monitoramento da dinâmica do desenvolvimento do fungo nos dois genótipos, com a identificação de todas as etapas de desenvolvimento do patógeno no genótipo susceptível bem como o estágio em que o genótipo resistente bloqueia o seu desenvolvimento. Com base nesses resultados determinou-se seis intervalos de interesse para a realização da análise da expressão gênica por meio da técnica de RNA-Seq. As análises revelaram grandes diferenças no perfil transcricional dos dois genótipos em resposta à presença do patógeno, permitindo a identificação de genes conhecidamente envolvidos em mecanismos de defesa de plantas como Receptores LRR-Quinase, fatores de transcrição WRKY, MYBS e GRAS, Proteínas R TIR-NBS-LRR Proteína Induzida por Injúria e proteínas envolvidas em processos de degradação proteica como F-Box. A comparação dos resultados provenientes das análises histológicas e moleculares permitiram a elaboração de um modelo para explicar os principais processos envolvidos no mecanismo de resistência de Eucalyptus grandis à Puccinia psidii. / More than 20 million hectares are destined to Eucalyptus plantations worldwide and Brazil has the second largest planted area. The International Eucalyptus Genome Network, EUCAGEN, was created in 2007 in order to perform genomic research on Eucalyptus. Brazil provided the biological material from the model tree (Brasuz) to have the complete genome sequenced and the first sequences were released to the scientific community in 2011. During Eucalyptus development, it is constantly exposed to pathogen attack with one of the most threatening diseases being eucalyptus rust caused by the neotropical rust fungus Puccinia psidii Winter which is rapidly spreading around the world and was recently described in Australia. In order to try and understand the molecular plant-microbe interaction between E. grandis and P. psidii we have to create a model system by isolating the pathogen from a single pustle and select resistant and susceptible plants from half-sib population generated using Brasuz as the pollen receptor. We performed light and epifluorescence microscopy analyses, identified all of the stages of the fungal development and recognized the moment which the resistant genotype blocks pathogen development. Based on these results we selected six time points to carry out transcriptomic analysis. Using RNA-Seq analysis we were able to verify large differences in transcriptional profile between resistant and susceptible plants and identify genes known involved in plant defense response such as LRR recptor Kinase, transcription factors (WRKY, MYBS and GRAS), TIR-NBS-LRR Proteins, Woundinduced protein and proteins involved in protein degradation (F-Box). Comparing microscopy and transcriptomic results allowed us to propose a model to explain the molecular mechanism of resistance of Eucalyptus grandis to Puccinia psidii.

Os mecanismos moleculares envolvidos na resistência de plantas contra patógenos são um tema bastante discutido no meio acadêmico, sendo o objetivo maior dos estudos a diminuição das perdas de produtividade provocadas por doenças em plantações do mundo todo. Muitos modelos de interação patógeno-hospedeiro foram propostos e desenvolvidos priorizando plantas e culturas de rápido desenvolvimento com ciclo de vida curto. Espécies de ciclo longo, porém, devem lidar durante anos - ao menos até a idade reprodutiva - contra o ataque de bactérias, fungos e vírus, sem contar, nesse meio tempo, com recombinações genéticas e mutações que tornariam possível o escape contra as moléstias causadas por microrganismos. Assim, como alternativa aos modelos usuais, o presente trabalho estudou um diferente par de antagonistas: Eucalyptus grandis e Puccinia psidii. Apesar da contribuição de programas de melhoramento genético, o patossistema E. grandis X P. psidii ainda é pouco descrito no nível molecular, havendo poucos estudos sobre os processos e as moléculas que agem de forma a conferir resistência às plantas. Assim, buscando o melhor entendimento da relação entre E. grandis X P. psidii, o presente trabalho estudou a mudança dos perfis de proteínas e metabólitos secundários ocorrida nos tecidos foliares de plantas resistentes e susceptíveis durante a infecção pelo patógeno, com o auxílio da técnica de cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas. Os resultados obtidos indicam que as plantas resistentes percebem a presença do patógeno logo nas primeiras horas pós-infecção, produzindo proteínas ligadas à imunidade (HSP90, ILITYHIA, LRR Kinase, NB-ARC disease resistance protein). Essa percepção desencadeia a produção de proteínas de parede celular e de resposta oxidativa, além de modificar o metabolismo primário e secundário. As plantas susceptíveis, por outro lado, têm o metabolismo subvertido, produzindo proteínas responsáveis pelo afrouxamento da parede celular, beneficiando a absorção de nutrientes, crescimento e propagação de P. psidii. No trabalho também são propostos metabólitos biomarcadores de resistência, moléculas biomarcadoras de resposta imune e sinais da infecção por patógeno em E. grandis. / The molecular mechanisms involved in the plant resistance against pathogens is a well-discussed theme in the academy, overall objecting to diminish worldwide plantation yield losses caused by diseases. Many pathogen-host models were proposed and developed prioritizing model plants and fast growing crops with short life cycles. However, long life cycle species need to cope with the attack of bacteria, fungi and virus throughout many years, or at least until its reproduction period, being unable, meanwhile, to escape the attack of these microorganisms through genetic recombination and mutation. Therefore, as an alternative to the usual models, the present work studied a different pair of antagonists: Eucalyptus grandis and Puccinia psidii. Despite the contribution of plant breeding programs, the E. grandis X P. psidii pathosystem is still poorly described in the molecular level, with few studies about processes and molecules that confer resistance to the plants. Thus, in order to better understand the E. grandis X P. psidii relationship, this project aimed to study the proteome and metabolome changes that occur on leaf tissues of resistant and susceptible plants infected by the pathogen, with the aid of the liquid chromatography coupled to mass spectrometry technique. The results show that the resistant plants notice the presence of the pathogen shortly after being infected, producing immunity related proteins such as HSP90, ILITYHIA, LRR Kinase, NB-ARC disease resistance protein. This perception triggers the production of cell wall and oxidative burst proteins, also changing the primary and secondary metabolism. On the other hand, susceptible plants have its metabolism subverted, producing proteins responsible for the cell wall loosening, favoring P. psidii nutrient uptake, growth and spread. Metabolite biomarkers, Immune response biomarker molecules and infection signals triggered by P. psidii on E. grandis are also proposed on this work.

Entre as doenças que trazem preocupações e podem causar prejuízos no setor canavieiro em todo o Brasil, destaca-se a ferrugem marrom, causada pelo fungo Puccinia melanocephala H. & P. Sydow. Essa doença ocorre em todas as regiões canavieiras do mundo, desde a Ásia e a África, de onde o complexo \"Sacharum spp.\" é originário, até as Américas e Oceania. No Brasil, a ferrugem foi detectada, pela primeira vez em 1986, no município de Capivari-SP e logo em seguida em Pernambuco e Alagoas. Desde o primeiro surgimento no Brasil, a ferrugem tem sido mantida sob controle, com grande parte das cultivares apresentando resistência. O conhecimento acerca da estrutura populacional de P. melanocephala é necessário para desenvolver estratégias satisfatórias no controle desta doença e no desenvolvimento de cultivares resistentes. A variabilidade genética entre isolados pode ser avaliada por meio de marcador molecular microssatélite e os dados podem ser usados para monitorar as populações do patógeno. Este trabalho teve como objetivo avaliar, por meio do desenvolvimento de uma biblioteca enriquecida em locos de microssatélites, a variabilidade genética entre isolados de P. melanocephala bem como avaliar a patogenicidade de isolados de diferentes regiões produtoras de cana-de-açúcar. Primeiramente, os 44 isolados de ferrugem da cana foram identificados por microscopia utilizando estruturas morfológicas dos urediniósporos. Desse total, 34 foram identificadas como P. melanocephala e 10 como Puccinia kuehnni. Por meio da construção da biblioteca enriquecida com locos microssatélites foram desenvolvidos 21 locos para ferrugem marrom, e desse total, 16 apresentaram amplificações satisfatórias e somente quatro foram polimórficos. A variabilidade genética dos isolados de P. melanocephala foi relativamente alta (HT = 0,650). A análise de agrupamento não permitiu a separação dos isolados de P. melanocephala de acordo com sua região de origem. Os índices de diversidade (DST = -0,039) e divergência (GST = -0,061) genética observados sugerem que a variabilidade genética está igualmente distribuída nas regiões estudadas, ocorrendo uma única população heterogênea. As regiões de origem dos isolados utilizadas para avaliação de patogenicidade não apresentaram variações significativas na agressividade. Os resultados obtidos no presente trabalho evidenciam que o melhoramento genético da cana-de-açúcar para resistência a ferrugem marrom deve ser conduzido em locais com clima favorável a ocorrência do patógeno, que possivelmente representam a diversidade genética presente em diferentes regiões de cultivo / Among the diseases that bring concerns and can cause losses in the sugarcane industry in Brazil, stands out the brown rust, caused by the fungus Puccinia melanocephala H. & P. Sydow. This disease occurs in all sugarcane regions of the world, from Asia and Africa, where the complex \"Sacharum spp.\" originates, to the Americas and Oceania. In Brazil, the rust was detected for the first time in 1986 in the region of Capivari-SP and soon after in the Pernambuco and Alagoas. Since the first appearance in Brazil, the rust has been brought under control, with most of the cultivars showing resistance. The knowledge about the population structure of P. melanocephala is necessary to develop suitable strategies to control this disease and the development of resistant cultivars. The genetic variability between isolates can be assessed by means of microsatellite molecular markers and data can be used to monitor populations of the pathogen. The aim of this work was to develop a library enriched for microsatellite loci in P. melanocephala and assessment of pathogenicity of isolates from three different sugarcane regions producing. First, the 44 sugarcane rust isolates were identified by microscopy using morphological structures of urediniospores. Of this total, 34 were identified as P. melanocephala and 10 as P. kuehnni. Through the construction of the library enriched with microsatellite loci were developed 21 loci brown rust of those, 16 had satisfactory PCR amplifications and only four were polymorphic. The genetic variability of isolates of P. melanocephala was relatively high (HT = 0.650). The cluster analysis did not allow the separation of isolates of P. melanocephala according to their region of origin. The index of the genetic diversity (DST = -0.039) and genetic divergence (GST = -0.061) suggest that genetic variability is equally distributed in the regions studied, occurring only a heterogeneous population. The regions of origin of isolates used for pathogenicity assessment did not show significant variations in aggressiveness. The results obtained in this work show that the genetic improvement of sugarcane for resistance to brown rust should be conducted in areas with favorable weather for the occurrence of the pathogen, which may represent the genetic diversity present in different sugarcane regions

Made available in DSpace on 2017-07-25T19:29:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lincom Koguishi.pdf: 1991536 bytes, checksum: 2ab0674dbbe3a078502f0ecb0a0b2a5b (MD5) Previous issue date: 2011-12-20 / The objective of this study was to evaluate the effects of application timing of fungicides epoxiconazole + pyraclostrobin and azoxystrobin + cyproconazole in corn in the control of Phaeosphaeria leaf spot (Phaeosphaeria maydis), rust (Puccinia sorghi), Cercospora leaf spot (Cercospora zea-maydis), stain Diplodia (Diplodia macrospora) and stem rot. Three experiments were installed in a randomized block design with four replications in plots measuring 3.2 x 5.0 meters. In experiment 1, we applied the fungicide epoxiconazole + pyraclostrobin at a dose of 99.75 + 37.5 g ai ha-1, more mineral oil (Assist) at a dose of 500 mL pc ha-1 and Experiments 2 and 3 was applied fungicide azoxystrobin + cyproconazole at a dose of 70 gy + 28 ha-1, more paraffinic mineral oil (Nimbus) at a dose of 600 mL pc ha-1. In experiment 1, applications were made at the phenological stages V8, V16, V8 and V16, V12, V15, VT and R2, and evaluated the severity of Phaeosphaeria leaf spot and Cercospora leaf spot in at R3, R4 and R5 and rot stalk the stage R6. With the data of severity, we calculated the area under the disease progress curve to Phaeosphaeria leaf spot. The lowest AUDPC occurred in treatments with a V16 application, with two applications in V8 and V16, with controls from 74 to 80%. In Experiments 2 and 3, applications of fungicides were made in V8, V16, R2, V8 and V16, V8 and R2, and R2 V16, V8, V16 and R2. Was evaluated in experiment 2 to Cercospora leaf spot, Phaeosphaeria leaf spot and stem rot. In the control of Cercospora leaf spot were the best treatment applications in developmental stage V8, which coincided with the occurrence of disease in the crop. To Phaeosphaeria leaf spot, the lowest values were in AUDPC with two applications in V8 and V16, V16 and R2 and the three applications in V8, V16 and R2, with control ranging from 25 to 40%. In Experiment 3, we assessed the common rust, leaf spot Phaeosphaeria, stain and Diplodia stalk rot. To common rust treatments containing application in V8 were the most effective with the percentage of controls over 80%. In relation to Phaeosphaeria leaf spot, the best treatment for AUDPC was the three applications (V8, V17 and R2) with 27% control. The treatments did not control the stain of Diplodia. In three experiments, was also evaluated damaged kernels, weight of thousand seeds and productivity, there being only in experiment 2, significant difference in the number and developmental stage of application for the variables weight of thousand seeds and productivity, highlighting the three applications in V8, V16 (17), R2 and applications V16 (17), R2, V8, V17. Keywords: Phaeosphaeria maydis, Puccinia sorghi, Cercospora zea / O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos da época de aplicação dos fungicidas piraclostrobin + epoxiconazole e azoxystrobin + ciproconazole na cultura do milho no controle da mancha foliar de phaeosphaeria (Phaeosphaeria maydis), ferrugem comum (Puccinia sorghi), mancha foliar de cercospora (Cercospora zea-maydis), mancha de diplodia (Diplodia macrospora) e a podridão de colmo. Foram instalados três experimentos, no delineamento de blocos ao acaso com 4 repetições, em parcelas medindo 3,2 x 5,0 metros. No experimento 1, foi aplicado o fungicida piraclostrobin + epoxiconazole na dose de 99,75 + 37,5 g i.a. ha-1, mais óleo mineral (Assist) na dose de 500 mL p.c. ha-1 e nos experimentos 2 e 3 foi aplicado o fungicida azoxystrobin + ciproconazole na dose de 70 + 28 g.i.a. ha-1, mais óleo mineral parafínico (Nimbus) na dose de 600 mL p.c. ha-1. No experimento 1, as aplicações foram realizadas nos estádios fenológicos V8; V16; V8 e V16; V12; V15; VT e R2, sendo avaliada a severidade da mancha foliar de phaeosphaeria e mancha foliar de cercospora nos estádios R3, R4 e R5 e a podridão de colmo no estádio R6. Com os dados de severidade calculou-se a área abaixo da curva de progresso da doença para a mancha foliar de phaeosphaeria. Os menores valores de AACPD ocorreram nos tratamentos com uma aplicação em V16, com duas aplicações em V8 e V16, com controles de 74 a 80%. Nos experimentos 2 e 3, as aplicações dos fungicidas foram realizadas em V8; V16; R2; V8 e V16; V8 e R2; V16 e R2; V8, V16 e R2. Avaliou-se no experimento 2 a mancha foliar de cercospora, mancha foliar de phaeosphaeria e a podridão de colmo. No controle da mancha foliar de cercospora os melhores tratamentos foram as aplicações no estádio fenológico V8, os quais coincidiram com a ocorrência da doença na cultura. Para mancha foliar de phaeosphaeria, os menores valores na AACPD foram os com duas aplicações em V8 e V16, V16 e R2 e as três aplicações em V8, V16 e R2, com controle variando de 25 a 40%. No experimento 3, foram avaliadas a ferrugem comum, mancha foliar de phaeosphaeria, mancha de diplodia e a podridão de colmo. Para ferrugem comum os tratamentos que continham aplicação em V8 foram os mais eficientes com porcentagem de controles acima de 80%. Em relação a mancha foliar de phaeosphaeria, o melhor tratamento para AACPD foi o com três aplicações (V8, V17 e R2) com 27% de controle. Os tratamentos não controlaram a mancha de diplodia. Nos três experimentos avaliou-se também grãos ardidos, peso de mil sementes e produtividade, constatando-se somente no experimento 2, diferença significativa quanto ao número e estádio fenológico de aplicação, para as variáveis peso de mil sementes e produtividade, destacando as 3 aplicações em V8, V16 (17), R2 e as 2 aplicações em V16 (17), R2 e V8, V17.

The purpose of this thesis was to study interactions between systemic fungal diseases and perennial plants. Using the systemic rust Puccinia minussensis on the host plant Lactuca sibirica, and the rust Puccinia pulsatillae on the host plant Pulsatilla pratensis, this thesis focused on: (i) the effects of systemic diseases on their hosts (ii) host and pathogen responses to abiotic factors, (iii) the importance of life history strategies for understanding host-pathogen interactions, and (iv) the evolutionary consequences of living in close associations. Results of greenhouse experiments showed that Lactuca sibirica had a high plasticity in growth, since it produced significantly more shoots in favourable than in unfavourable growth conditions. Both the disease levels and the number of healthy shoots (i.e. escape) were significantly higher under favourable conditions. Disease spread within the rhizome was found to be incomplete, and the risk of aecidial- infection decreased with distance from the parent. Furthermore, one isolate of the fungus had highest success and reduced the host plant biomass and shoot production more on the clone it was collected on compared to four other clones . In the field, disease levels were found to fluctuate more at localities subjected to disturbance, the host and pathogen abundances were found to be in phase and the pathogen showed no delayed response to increasing host densities. The rust Puccinia pulsatillae on Pulsatilla pratensis showed no fluctuations between years, low infection rates, and disease levels were higher in ungrazed compared to grazed sites. There was no escape from the disease in this system. A comparison of characteristics of different systemic fungi and hosts with different growth patterns indicated that the life history strategies of both host plants and pathogens need to be studied if the long-term consequences of host-pathogen interactions are to be predicted. / <p>Diss. (sammanfattning) Umeå : Umeå universitet, 1993, härtill 5 uppsatser.</p> / digitalisering@umu

Entre as doenças que trazem preocupações e podem causar prejuízos no setor canavieiro em todo o Brasil, destaca-se a ferrugem marrom, causada pelo fungo Puccinia melanocephala H. & P. Sydow. Essa doença ocorre em todas as regiões canavieiras do mundo, desde a Ásia e a África, de onde o complexo \"Sacharum spp.\" é originário, até as Américas e Oceania. No Brasil, a ferrugem foi detectada, pela primeira vez em 1986, no município de Capivari-SP e logo em seguida em Pernambuco e Alagoas. Desde o primeiro surgimento no Brasil, a ferrugem tem sido mantida sob controle, com grande parte das cultivares apresentando resistência. O conhecimento acerca da estrutura populacional de P. melanocephala é necessário para desenvolver estratégias satisfatórias no controle desta doença e no desenvolvimento de cultivares resistentes. A variabilidade genética entre isolados pode ser avaliada por meio de marcador molecular microssatélite e os dados podem ser usados para monitorar as populações do patógeno. Este trabalho teve como objetivo avaliar, por meio do desenvolvimento de uma biblioteca enriquecida em locos de microssatélites, a variabilidade genética entre isolados de P. melanocephala bem como avaliar a patogenicidade de isolados de diferentes regiões produtoras de cana-de-açúcar. Primeiramente, os 44 isolados de ferrugem da cana foram identificados por microscopia utilizando estruturas morfológicas dos urediniósporos. Desse total, 34 foram identificadas como P. melanocephala e 10 como Puccinia kuehnni. Por meio da construção da biblioteca enriquecida com locos microssatélites foram desenvolvidos 21 locos para ferrugem marrom, e desse total, 16 apresentaram amplificações satisfatórias e somente quatro foram polimórficos. A variabilidade genética dos isolados de P. melanocephala foi relativamente alta (HT = 0,650). A análise de agrupamento não permitiu a separação dos isolados de P. melanocephala de acordo com sua região de origem. Os índices de diversidade (DST = -0,039) e divergência (GST = -0,061) genética observados sugerem que a variabilidade genética está igualmente distribuída nas regiões estudadas, ocorrendo uma única população heterogênea. As regiões de origem dos isolados utilizadas para avaliação de patogenicidade não apresentaram variações significativas na agressividade. Os resultados obtidos no presente trabalho evidenciam que o melhoramento genético da cana-de-açúcar para resistência a ferrugem marrom deve ser conduzido em locais com clima favorável a ocorrência do patógeno, que possivelmente representam a diversidade genética presente em diferentes regiões de cultivo / Among the diseases that bring concerns and can cause losses in the sugarcane industry in Brazil, stands out the brown rust, caused by the fungus Puccinia melanocephala H. & P. Sydow. This disease occurs in all sugarcane regions of the world, from Asia and Africa, where the complex \"Sacharum spp.\" originates, to the Americas and Oceania. In Brazil, the rust was detected for the first time in 1986 in the region of Capivari-SP and soon after in the Pernambuco and Alagoas. Since the first appearance in Brazil, the rust has been brought under control, with most of the cultivars showing resistance. The knowledge about the population structure of P. melanocephala is necessary to develop suitable strategies to control this disease and the development of resistant cultivars. The genetic variability between isolates can be assessed by means of microsatellite molecular markers and data can be used to monitor populations of the pathogen. The aim of this work was to develop a library enriched for microsatellite loci in P. melanocephala and assessment of pathogenicity of isolates from three different sugarcane regions producing. First, the 44 sugarcane rust isolates were identified by microscopy using morphological structures of urediniospores. Of this total, 34 were identified as P. melanocephala and 10 as P. kuehnni. Through the construction of the library enriched with microsatellite loci were developed 21 loci brown rust of those, 16 had satisfactory PCR amplifications and only four were polymorphic. The genetic variability of isolates of P. melanocephala was relatively high (HT = 0.650). The cluster analysis did not allow the separation of isolates of P. melanocephala according to their region of origin. The index of the genetic diversity (DST = -0.039) and genetic divergence (GST = -0.061) suggest that genetic variability is equally distributed in the regions studied, occurring only a heterogeneous population. The regions of origin of isolates used for pathogenicity assessment did not show significant variations in aggressiveness. The results obtained in this work show that the genetic improvement of sugarcane for resistance to brown rust should be conducted in areas with favorable weather for the occurrence of the pathogen, which may represent the genetic diversity present in different sugarcane regions

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The Chemical control of diseases is the most used practice in wheat. The increase in mineral nutrition with foliar fertilizers has been a promising alternative for the plant resistance against leaf diseases. However, foliar fertilizers have been applied in association with fungicides and can change the performance of the fungicide on diseases control. This study aimed to evaluate the applicability of foliar fertilizer in combination with azoxystrobin + cyproconazole fungicide in wheat, based on biochemical, physiological , nutritional and yield parameters and determine the interference caused by the fertilizer on the evolution of leaf diseases in wheat. Isolated application rates of fertilizer and application in combination with the fungicide were performed on field and in the greenhouse works. The application of fertilizer increased the plant growth, green leaves and enhanced pigments levels (Chl a, Chl b and carotenoids). When the fungicide was applied with fertilizer, it reduced the stresses effect generated by fungicide application; it increased parameters of chlorophyll fluorescence, Fv / Fm and ETR. The levels of N, P and K in the leaves increased after fertilizer application. The fertilizer mixed with fungicide did not reduce the fungicide uptake. The diseases control was better when fertilizer was mixed with fungicide. The fertilizer applied alone had no effect on the diseases. Yield parameters were increased due to application of fungicide and foliar fertilizer. / O controle químico de doenças com o uso de fungicidas é umas das práticas mais empregadas na cultura do trigo em função da eficácia de controle. Incrementos na adubação mineral com fertilizantes foliares tem sido uma alternativa promissora em busca de maior resistência as doenças. Entretanto, fertilizantes foliares são comumente aplicados associados a fungicidas e podem interferir no desempenho de controle do produto. Este trabalho teve por objetivo avaliar a aplicabilidade do fertilizante foliar em mistura com o fungicida azoxistrobina + ciproconazol na cultura do trigo, com base em parâmetros bioquímicos, fisiológicos, nutricionais e produtivos e determinar a interferência causada pelo fertilizante sobre a evolução de doenças foliares na cultura. A partir da aplicação isolada de doses do fertilizante e da aplicação em associação com o fungicida foram realizados trabalhos a campo e em casa de vegetação. A aplicação do fertilizante refletiu em maior crescimento das plantas, manutenção de folhas verdes e maiores teores de pigmentos (Chl a, Chl b e carotenóides). Quando aplicado junto ao fungicida, o fertilizante teve efeito mitigatório dos estresses gerados pela aplicação do fungicida, com reflexos positivos em parâmetros da fluorescência da clorofila a, Fv/Fm e ETR. Houve aumento dos teores de N, P e K nas folhas em função do fertilizante foliar. Não houve redução da absorção do ingrediente ativo azoxistrobina + ciproconazol em mistura com o fertilizante. Houve melhor resposta de controle das doenças em função da mistura do fertilizante com o fungicida. O fertilizante isolado não teve nenhum efeito sobre as doenças. Parâmetros produtivos foram incrementados em função da aplicação do fungicida e do fertilizante foliar.

Made available in DSpace on 2016-12-23T14:37:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Willian Bucker Moraes.pdf: 2543567 bytes, checksum: 39cbc60151124897818f6ebbce433b24 (MD5) Previous issue date: 2009-07-30 / The Rust, caused by the fungus Puccinia psidii Winter, is one of the most important diseases to the eucalypt host. The pathogen causes the disease in clonal minigarden and in young plants in the field, mostly in leaves and in young shoots. The favorable climatic conditions to infection of these pathogen in eucalypt include temperature between 18 to 25 ºC, with periods of at least 6 hours of leaf wetness for 5 to 7 days. Considering the interaction between environment and pathogen, the present study has as objective : (a) to map risk areas for the establishment of eucalyptus rust by exploiting the principle of space-time escape and (b) evaluate the potential impacts of global climate change on the spatial distribution of areas of risk for the occurrence of eucalyptus rust. (a) For the mapping of risk areas, it was calculated the rate of infection from the average daily maximum temperature and leaf wetness, and from this generated the risk index. The data used were obtained from the meteorological database, of the Regional Aracruz and São Mateus (Espírito Santo) and Regional Teixeira de Freitas (Bahia) for the years 2001 to 2006, a total of 23 weather stations. Based on the value of the index of occurrence risk of the eucalyptus rust, were prepared maps of spatial and temporal distribution of the disease, for which it was observed that the risk index varied according to the studied area and months of the year. The months from May to November were more favorable for the occurrence of eucalyptus rust. Thus, the results obtained in this study allowed the working principle of space-time escape, making it possible to schedule the harvest season, driving regrowth and planting of clones according to the level of resistance to disease. (b) To study the potential impacts of global climate change on the distribution of eucalypt rust, were prepared monthly maps of risk areas for the occurrence of disease, considering the current climatic conditions, based on a historical series from 1961 to 1990 and future scenarios A2 and B2, for the decades 2020, 2050 and 2080 provided by the Intergovermental Panel on Climate Change (IPCC). The weather conditions were classified into three categories, according to the potential risk of disease occurrence, considering the temperature (T) and relative humidity (RH): ): i) high risk (18 &#8804; T &#8804; 25 ºC and UR &#8805; 90%); ii) medium risk (T &#61500; 18 ou T > 25 ºC e UR 90%; T < 18 ou T &#61502; 25 ºC e UR &#8805; 90%); and iii) low risk (T 18 ou T > 25 ºC e UR 90%). Data about the future climate scenarios were provided by the GCM Change Fields. It was used in this work the simulation model Hadley Center for Climate Prediction and Research (HadCM3) using the Idrisi 32. Based on the results obtained observed that there will be reduction in the area favorable for the occurrence of eucalyptus rust, and this reduction will be gradual for the decades of 2020, 2050 and 2080 being more pronounced in scenario A2 than in B2. However, it is important to note that large areas still remain favorable for disease development, especially in the colder months of the year, in other words, from May to July. Thus, the knowledge generated in this work, coupled with the development of predictive models of the disease, can be important tools in the integrated management of eucalyptus rust / A ferrugem, causada pelo fungo Puccinia psidii Winter, é um das doenças mais importantes para a eucaliptocultura. O patógeno causa doença em minijardim clonal e em plantas novas no campo, principalmente em folhas e em brotações jovens. As condições climáticas favoráveis para infecção deste patógeno em eucalipto incluem temperatura entre 18 a 25 °C, com períodos de pelo menos 6 horas de molhamento foliar, por 5 a 7 dias consecutivos. Considerando a interação entre ambiente e patógeno, o presente trabalho teve como objetivos: (a) mapear áreas de risco ao estabelecimento da ferrugem do eucalipto explorando o princípio de escape espaço-temporal; e (b) avaliar os potenciais impactos das mudanças climáticas globais sobre a distribuição espacial das áreas de risco para ocorrência da ferrugem do eucalipto. (a) Para o mapeamento das áreas de risco, foi calculado o índice de infecção, a partir da média diária da temperatura máxima e do período de molhamento foliar, sendo a partir deste gerado o índice de risco. Os dados utilizados foram obtidos do banco de dados meteorológicos, das Regionais Aracruz e São Mateus (Espírito Santo) e da Regional Teixeira de Freitas (Bahia), referentes aos anos de 2001 a 2006, totalizando 23 estações meteorológicas. Com base no valor do índice de risco de ocorrência da ferrugem do eucalipto, elaboraram-se mapas de distribuição espaço-temporal da doença, pelos quais foi possível observar que o índice de risco variou em função da área estudada e dos meses do ano. Os meses de maio a novembro apresentaram maior favorabilidade para ocorrência da ferrugem do eucalipto. Sendo assim, os resultados obtidos nesse estudo permitiram trabalhar o princípio de escape espaço-temporal, tornando possível a programação da época de colheita, condução de rebrota e plantio de clones de acordo com o nível de resistência à doença. (b) Para o estudo dos impactos potenciais das mudanças climáticas globais sobre a distribuição da ferrugem do eucalipto, elaboraram-se mapas mensais das áreas de risco para ocorrência da doença, considerando as condições climáticas atuais, com base em uma série histórica de 1961 a 1990 e os cenários futuros A2 e B2, para as décadas de 2020, 2050 e 2080 disponibilizados pelo Intergovermental Panel on Climate Change (IPCC). As condições climáticas foram classificadas em três categorias, de acordo com o risco potencial de ocorrência da doença, considerando a temperatura (T) e umidade relativa do ar (UR): i) alto risco (18 &#8804; T &#8804; 25 ºC e UR &#8805; 90%); ii) médio risco (T &#61500; 18 ou T > 25 ºC e UR 90%; T < 18 ou T &#61502; 25 ºC e UR &#8805; 90%); e iii) baixo risco (T 18 ou T > 25 ºC e UR 90%). Os dados sobre os cenários climáticos futuros foram fornecidos pelo GCM Change Fields. Empregou-se neste trabalho o modelo de simulação Hadley Centre for Climate Prediction and Research (HadCm3), utilizando o software Idrisi 32. Com base nos resultados obtidos observou-se que haverá redução da área favorável para ocorrência da ferrugem do eucalipto, sendo que esta redução será gradativa para as décadas de 2020, 2050 e 2080, sendo mais acentuada no cenário A2 que no B2. Entretanto, é importante ressaltar que extensas áreas ainda continuarão favoráveis ao desenvolvimento da doença, principalmente nos meses mais frios do ano, ou seja, maio a julho. Desta forma, os conhecimentos gerados neste trabalho, aliados com o desenvolvimento de modelos de previsão da doença, podem constituir ferramentas importantes no manejo integrado da ferrugem do eucalipto

Mais de 20 milhões de hectares em todo o mundo são atualmente destinados a plantações de Eucalyptus, sendo que o Brasil possui a segunda maior área. No ano de 2007 a rede internacional EUCAGEN, liderada pelo Brasil, África do Sul e Estados Unidos, surgiu com o objetivo de colaboração para a pesquisa genômica do eucalipto. A árvore escolhida para o sequenciamento (Brasuz) foi fornecida pelo Brasil e em 2011 as primeiras sequências foram disponibilizadas. Em todas as fases de seu desenvolvimento, o eucalipto está sob o constante ataque de patógenos, destacando-se a ferrugem, causada pelo Basideomiceto Puccinia psidii Winter como a mais importante doença em regiões tropicais. A doença vem se espalhando rapidamente pelo mundo e recentemente foi relatada na Austrália, centro de origem do eucalipto. Com o objetivo de estudar o mecanismo molecular da interação plantapatógeno entre Eucalyptus grandis e Puccinia psidii, estabeleceu-se um patossistema modelo composto por um isolado monopustular do fungo e plantas resistente e susceptível provenientes de uma progênie de meios irmãos da planta Brasuz. O desenvolvimento do patógeno nos genótipos selecionados foi analisado por meio de microscopia de luz e de epifluorescência, e permitiu o monitoramento da dinâmica do desenvolvimento do fungo nos dois genótipos, com a identificação de todas as etapas de desenvolvimento do patógeno no genótipo susceptível bem como o estágio em que o genótipo resistente bloqueia o seu desenvolvimento. Com base nesses resultados determinou-se seis intervalos de interesse para a realização da análise da expressão gênica por meio da técnica de RNA-Seq. As análises revelaram grandes diferenças no perfil transcricional dos dois genótipos em resposta à presença do patógeno, permitindo a identificação de genes conhecidamente envolvidos em mecanismos de defesa de plantas como Receptores LRR-Quinase, fatores de transcrição WRKY, MYBS e GRAS, Proteínas R TIR-NBS-LRR Proteína Induzida por Injúria e proteínas envolvidas em processos de degradação proteica como F-Box. A comparação dos resultados provenientes das análises histológicas e moleculares permitiram a elaboração de um modelo para explicar os principais processos envolvidos no mecanismo de resistência de Eucalyptus grandis à Puccinia psidii. / More than 20 million hectares are destined to Eucalyptus plantations worldwide and Brazil has the second largest planted area. The International Eucalyptus Genome Network, EUCAGEN, was created in 2007 in order to perform genomic research on Eucalyptus. Brazil provided the biological material from the model tree (Brasuz) to have the complete genome sequenced and the first sequences were released to the scientific community in 2011. During Eucalyptus development, it is constantly exposed to pathogen attack with one of the most threatening diseases being eucalyptus rust caused by the neotropical rust fungus Puccinia psidii Winter which is rapidly spreading around the world and was recently described in Australia. In order to try and understand the molecular plant-microbe interaction between E. grandis and P. psidii we have to create a model system by isolating the pathogen from a single pustle and select resistant and susceptible plants from half-sib population generated using Brasuz as the pollen receptor. We performed light and epifluorescence microscopy analyses, identified all of the stages of the fungal development and recognized the moment which the resistant genotype blocks pathogen development. Based on these results we selected six time points to carry out transcriptomic analysis. Using RNA-Seq analysis we were able to verify large differences in transcriptional profile between resistant and susceptible plants and identify genes known involved in plant defense response such as LRR recptor Kinase, transcription factors (WRKY, MYBS and GRAS), TIR-NBS-LRR Proteins, Woundinduced protein and proteins involved in protein degradation (F-Box). Comparing microscopy and transcriptomic results allowed us to propose a model to explain the molecular mechanism of resistance of Eucalyptus grandis to Puccinia psidii.

Os mecanismos moleculares envolvidos na resistência de plantas contra patógenos são um tema bastante discutido no meio acadêmico, sendo o objetivo maior dos estudos a diminuição das perdas de produtividade provocadas por doenças em plantações do mundo todo. Muitos modelos de interação patógeno-hospedeiro foram propostos e desenvolvidos priorizando plantas e culturas de rápido desenvolvimento com ciclo de vida curto. Espécies de ciclo longo, porém, devem lidar durante anos - ao menos até a idade reprodutiva - contra o ataque de bactérias, fungos e vírus, sem contar, nesse meio tempo, com recombinações genéticas e mutações que tornariam possível o escape contra as moléstias causadas por microrganismos. Assim, como alternativa aos modelos usuais, o presente trabalho estudou um diferente par de antagonistas: Eucalyptus grandis e Puccinia psidii. Apesar da contribuição de programas de melhoramento genético, o patossistema E. grandis X P. psidii ainda é pouco descrito no nível molecular, havendo poucos estudos sobre os processos e as moléculas que agem de forma a conferir resistência às plantas. Assim, buscando o melhor entendimento da relação entre E. grandis X P. psidii, o presente trabalho estudou a mudança dos perfis de proteínas e metabólitos secundários ocorrida nos tecidos foliares de plantas resistentes e susceptíveis durante a infecção pelo patógeno, com o auxílio da técnica de cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas. Os resultados obtidos indicam que as plantas resistentes percebem a presença do patógeno logo nas primeiras horas pós-infecção, produzindo proteínas ligadas à imunidade (HSP90, ILITYHIA, LRR Kinase, NB-ARC disease resistance protein). Essa percepção desencadeia a produção de proteínas de parede celular e de resposta oxidativa, além de modificar o metabolismo primário e secundário. As plantas susceptíveis, por outro lado, têm o metabolismo subvertido, produzindo proteínas responsáveis pelo afrouxamento da parede celular, beneficiando a absorção de nutrientes, crescimento e propagação de P. psidii. No trabalho também são propostos metabólitos biomarcadores de resistência, moléculas biomarcadoras de resposta imune e sinais da infecção por patógeno em E. grandis. / The molecular mechanisms involved in the plant resistance against pathogens is a well-discussed theme in the academy, overall objecting to diminish worldwide plantation yield losses caused by diseases. Many pathogen-host models were proposed and developed prioritizing model plants and fast growing crops with short life cycles. However, long life cycle species need to cope with the attack of bacteria, fungi and virus throughout many years, or at least until its reproduction period, being unable, meanwhile, to escape the attack of these microorganisms through genetic recombination and mutation. Therefore, as an alternative to the usual models, the present work studied a different pair of antagonists: Eucalyptus grandis and Puccinia psidii. Despite the contribution of plant breeding programs, the E. grandis X P. psidii pathosystem is still poorly described in the molecular level, with few studies about processes and molecules that confer resistance to the plants. Thus, in order to better understand the E. grandis X P. psidii relationship, this project aimed to study the proteome and metabolome changes that occur on leaf tissues of resistant and susceptible plants infected by the pathogen, with the aid of the liquid chromatography coupled to mass spectrometry technique. The results show that the resistant plants notice the presence of the pathogen shortly after being infected, producing immunity related proteins such as HSP90, ILITYHIA, LRR Kinase, NB-ARC disease resistance protein. This perception triggers the production of cell wall and oxidative burst proteins, also changing the primary and secondary metabolism. On the other hand, susceptible plants have its metabolism subverted, producing proteins responsible for the cell wall loosening, favoring P. psidii nutrient uptake, growth and spread. Metabolite biomarkers, Immune response biomarker molecules and infection signals triggered by P. psidii on E. grandis are also proposed on this work.