A cultura de trigo (Triticum aestivum L.) é a segunda maior do mundo e o Brasil ocupa o segundo lugar de produção na América do sul. Entretanto, a produtividade desta cultura pode ser limitada devido à ocorrência de doenças como a brusone, causada pelo fungo Pyricularia grisea e a doença denominada giberela, causada pelo fungo Fusarium graminearum Populações bacterianas associadas à rizosfera de trigo podem apresentar potencial como agentes de controle biológico de diferentes fitopatógenos. Neste contexto, esta pesquisa foi direcionada ao estudo da composição da comunidade bacteriana rizosférica do trigo e a busca por micro-organismos com potencial para o controle biológico da brusone e da giberela. Assim, para melhor compreensão das comunidades associadas ao trigo, foram realizadas coletas em duas regiões diferentes no Brasil, sendo possível a obtenção de 606 estirpes entre bactérias e actinobactérias da rizosfera do trigo e de solo de cultivo da mesma cultura. Destas, 16 apresentaram, em testes in vitro, potencial antagonista diante dos fungos fitopatogênicos Pyricularia grisea e Fusarium graminearum com diferentes porcentagens de inibição. Dez dos isolados selecionados apresentaram similaridade com a família Streptomycetaceae, porém, quatro linhagens necessitam de estudos mais detalhados, pois a similaridade foi baixa, podendo indicar uma espécie ainda não descrita; quatro linhagens demonstraram similaridade com a família Bacillaceae e dois com a família Paenibacillaceae. Na avaliação de produção de metabólitos secundários com efeito inibitório, apenas dez apresentam potencial, porém estudos mais detalhados se fazem necessários para a confirmação deste mecanismo. A análise de diversidade bacteriana demonstrou uma maior abundância do filo Actinobacteria, seguido pelo filo Proteobacteria e Acidobacteria em ambas as áreas amostradas, entretanto, o filo Acidobacteria foi o que demonstrou a maior variação entre as classes presentes nas diferentes regiões estudadas, indicando uma seleção da comunidade de acordo com a variedade do cultivar e o estádio de desenvolvimento do vegetal. A comunidade bacteriana de trigo apresenta micro-organismos com potencial para a inibição dos fungos causadores da brusone e da giberela, porém o efeito destas linhagens deve ser melhor investigado em condições de campo. A compreensão das comunidades bacterianas associadas ao trigo pode se apresentar como uma importante ferramenta para direcionar a busca por antagonistas. / Wheat (Triticum aestivum) is the second largest crop in the world and Brazil is in the second position in the ranking of production in South America. However, its productivity can be limited due to the occurrence of diseases like wheat blast, caused by the fungus Pyricularia grisea and the disease called Fusarium head blight (FHB), caused by the fungus Fusarium graminearum. Bacterial populations associated to wheat rhizosphere may have potential to act as biological control agents of different plant pathogens. In this context, this research aimed to look at wheat rhizosphere bacterial community and the pursuit of microorganisms with potential for the biological control of wheat blast and FHB. Given this, in order to study wheat bacterial communities, data collection was carried out in two different regions in Brazil, returning 606 bacterial and actinomycetes isolates from wheat rhizosphere and bulk soil. Among these,, 16 strains revealed antagonistic potential against both plant pathogens Pyricularia grisea and Fusarium graminearum, with different percentages of inhibition. Ten strains were selected out of the 16 and showed similarity with the family Streptomycetaceae, whereas four of them displayed a low similarity, requiring a deeper analysis and might indicate new species. Four isolates showed similarity with the family Bacillaceae and two with the family Paenibacillaceae. On the assessment of production of secondary metabolites with inhibitory effects, only ten strains were positive, but more detailed studies are necessary to confirm this mechanism. The analysis of bacterial diversity revealed a larger abundance of the phylum Actinobacteria, followed by the phylum Proteobacteria and Acidobacteria in both areas, however, the phylum Acidobacteria revealed more variation among its classes when both araes were compared, indicating a selection of the community according to the cultivar and the developmental stage. Wheat bacterial community presents microorganism with inhibition potential against fungi responsible for wheat blast and FHB, yet the effect of such strains should be investigated closely under field conditions. The understanding of bacterial communities associated to wheat may be seen as an important tool to help in the search for antagonists.

A cultura de trigo (Triticum aestivum L.) é a segunda maior do mundo e o Brasil ocupa o segundo lugar de produção na América do sul. Entretanto, a produtividade desta cultura pode ser limitada devido à ocorrência de doenças como a brusone, causada pelo fungo Pyricularia grisea e a doença denominada giberela, causada pelo fungo Fusarium graminearum Populações bacterianas associadas à rizosfera de trigo podem apresentar potencial como agentes de controle biológico de diferentes fitopatógenos. Neste contexto, esta pesquisa foi direcionada ao estudo da composição da comunidade bacteriana rizosférica do trigo e a busca por micro-organismos com potencial para o controle biológico da brusone e da giberela. Assim, para melhor compreensão das comunidades associadas ao trigo, foram realizadas coletas em duas regiões diferentes no Brasil, sendo possível a obtenção de 606 estirpes entre bactérias e actinobactérias da rizosfera do trigo e de solo de cultivo da mesma cultura. Destas, 16 apresentaram, em testes in vitro, potencial antagonista diante dos fungos fitopatogênicos Pyricularia grisea e Fusarium graminearum com diferentes porcentagens de inibição. Dez dos isolados selecionados apresentaram similaridade com a família Streptomycetaceae, porém, quatro linhagens necessitam de estudos mais detalhados, pois a similaridade foi baixa, podendo indicar uma espécie ainda não descrita; quatro linhagens demonstraram similaridade com a família Bacillaceae e dois com a família Paenibacillaceae. Na avaliação de produção de metabólitos secundários com efeito inibitório, apenas dez apresentam potencial, porém estudos mais detalhados se fazem necessários para a confirmação deste mecanismo. A análise de diversidade bacteriana demonstrou uma maior abundância do filo Actinobacteria, seguido pelo filo Proteobacteria e Acidobacteria em ambas as áreas amostradas, entretanto, o filo Acidobacteria foi o que demonstrou a maior variação entre as classes presentes nas diferentes regiões estudadas, indicando uma seleção da comunidade de acordo com a variedade do cultivar e o estádio de desenvolvimento do vegetal. A comunidade bacteriana de trigo apresenta micro-organismos com potencial para a inibição dos fungos causadores da brusone e da giberela, porém o efeito destas linhagens deve ser melhor investigado em condições de campo. A compreensão das comunidades bacterianas associadas ao trigo pode se apresentar como uma importante ferramenta para direcionar a busca por antagonistas. / Wheat (Triticum aestivum) is the second largest crop in the world and Brazil is in the second position in the ranking of production in South America. However, its productivity can be limited due to the occurrence of diseases like wheat blast, caused by the fungus Pyricularia grisea and the disease called Fusarium head blight (FHB), caused by the fungus Fusarium graminearum. Bacterial populations associated to wheat rhizosphere may have potential to act as biological control agents of different plant pathogens. In this context, this research aimed to look at wheat rhizosphere bacterial community and the pursuit of microorganisms with potential for the biological control of wheat blast and FHB. Given this, in order to study wheat bacterial communities, data collection was carried out in two different regions in Brazil, returning 606 bacterial and actinomycetes isolates from wheat rhizosphere and bulk soil. Among these,, 16 strains revealed antagonistic potential against both plant pathogens Pyricularia grisea and Fusarium graminearum, with different percentages of inhibition. Ten strains were selected out of the 16 and showed similarity with the family Streptomycetaceae, whereas four of them displayed a low similarity, requiring a deeper analysis and might indicate new species. Four isolates showed similarity with the family Bacillaceae and two with the family Paenibacillaceae. On the assessment of production of secondary metabolites with inhibitory effects, only ten strains were positive, but more detailed studies are necessary to confirm this mechanism. The analysis of bacterial diversity revealed a larger abundance of the phylum Actinobacteria, followed by the phylum Proteobacteria and Acidobacteria in both areas, however, the phylum Acidobacteria revealed more variation among its classes when both araes were compared, indicating a selection of the community according to the cultivar and the developmental stage. Wheat bacterial community presents microorganism with inhibition potential against fungi responsible for wheat blast and FHB, yet the effect of such strains should be investigated closely under field conditions. The understanding of bacterial communities associated to wheat may be seen as an important tool to help in the search for antagonists.

The blast is the main disease of flooded rice. The integrated management of this disease is based on the adoption of cultural, genetic and chemical strategies of control. The objective of this work was to evaluate the effect of eight chemical control programs of Pyricularia oryzae applied on IRGA 424, IRGA 428, GURI INTA CL, PUITA INTA CL, QM 10 10 CL and INOV CL rice varieties, and 10/30/2013 and 11/26/2013 sowing times. This work was conducted in the 2013/2014-crop season, under field conditions, in lowland area in Sao Sepé, RS, Brazil. The treatments were arranged in a randomized experimental blocks design, in a split plot and five replications. The variables analyzed were AUCPD on the flag leaf and entire plant, panicle blast, yield and the whole grains percentage. The delay in sowing date increased significantly the incidence and severity of the blast in flooded rice. IRGA 424, IRGA 428 and QM 10 10 CL showed resistance to Pyricularia oryzae, while the GURI INTA CL, PUITA INTA CL and INOV CL were susceptible. The addition of Tricyclazole fungicide to Kresoxim-methyl + Epoxiconazole fungicides is critical to the efficient control of Pyricularia oryzae. The applications of fungicides in the R1 + R2 + R4 and R2 + R4 stages are the most effective in the chemical control of rice blast. The integration among cultural, genetic and chemical methods is critical to the efficient management of blast in flooded rice. / A brusone é a principal doença da cultura do arroz irrigado. O manejo integrado desta doença é baseado na adoção de um conjunto de métodos de controle, como o controle cultural, controle genético e o controle químico. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de oito programas de controle químico de Pyricularia oryzae, nas cultivares de arroz irrigado IRGA 424, IRGA 428, GURI INTA CL, PUITÁ INTA CL, QM 10 10 CL e INOV CL, nas datas de semeadura de 30/10/2013 e 26/11/2013. O experimento foi conduzido em São Sepé/RS, na safra 2013/14, obedecendo o delineamento experimental de blocos ao acaso, em parcelas subsubdivididas e cinco repetições. As variáveis consideradas foram AACPB na folha bandeira e na planta inteira da cultura do arroz, o percentual de incidência de brusone na base da panícula, a produtividade e o percentual de grãos inteiros. O atraso na época de semeadura aumentou significativamente a incidência e a severidade da brusone na cultura do arroz irrigado. IRGA 424, IRGA 428 e QM 10 10 CL apresentaram resistência à Pyricularia oryzae, enquanto que GURI INTA CL, PUITÀ INTA CL e INOV CL foram suscetíveis. A adição do fungicida Triciclazol aos fungicidas Cresoxim-metilico + Epoxiconazol foi eficiente para controle de Pyricularia oryzae. As aplicações de fungicidas para controle químico da brusone foram mais eficazes quando realizadas nos estádios R1 + R2 + R4 e R2 + R4. A integração entre os métodos cultural, genético e químico foi eficiente para o manejo da brusone na cultura do arroz irrigado.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Diseases are limiting factors for the expression of the high yield potential of rice cultivars in the state of Rio Grande do Sul. Blast (Pyricularia oryzae) is considered the main disease, causing damage to yield and milling grain quality. Losses vary depending on the cultivar, management practices and climatic conditions. The integrated management practices for disease control has been used in order to minimize fungicide applications. In the season 2014/15 were set up two experiments in order to evaluate the influence of nitrogen, silicates and fungicides on the occurrence of rice blast (Chapter I) and the behavior and the quality of rice grains of cultivar Guri INTA CL (Chapter II ). The experiment was conducted in a lowland area at Department of Crop Sciences of the Federal University of Santa Maria (UFSM), with the experimental design of randomized blocks in a factorial (4x4x2) and four replications. In the experiment I, the treatments consisted of nitrogen rates (N) applied preflood pre and post flood (0, 60, 120 and 180 kg ha-1), and magnesium (Mg) and calcium (Ca) silicate applied to the soil (0, 3000, 6000 and 9000 kg ha-1) and whether or not fungicide the mixture tricyclazole, azoxystrobin and difenoconazole. The treatments experiment II were: nitrogen rates applied pre-flood pre and post flood (0, 60, 120 and 180 kg ha-1), application of potassium silicate (K) to the leaves (0; 2,9; 5,8 and 8,7 L ha-1) and whether or not fungicide. It was observed that rates above 60 kg ha-1 N provide plants to greater severity of rice blast, requiring the use of fungicides for effective disease control and keep grain yield. In the absence of conditions of chemical control, the occurrence of blast reduces the industrial quality of rice grains, increasing the percentage of chalky grains, white belly and chalk area. The silicate effects of both Ca and Mg and K have higher responses in the absence of fungicides cultivar of rice Guri INTA CL. / As doenças são fatores limitantes para a expressão do alto potencial produtivo das cultivares de arroz irrigado no estado do Rio Grande do Sul. A brusone (Pyricularia oryzae) é considerada sua principal doença e, causa danos à produtividade e qualidade dos grãos. As perdas variam em função da cultivar utilizada, das práticas de manejo adotadas na lavoura e das condições climáticas. O manejo integrado de práticas para o controle da doença vem sendo utilizado com o intuito de minimizar as aplicações de fungicidas. Na safra agrícola 2014/15 foram instalados dois experimentos com o objetivo de avaliar a influência do nitrogênio, silicatos e fungicidas na ocorrência de brusone (Capítulo I) e o comportamento quanto a qualidade industrial dos grãos de arroz irrigado da cultivar Guri INTA CL (Capítulo II). Os experimentos foram conduzidos a campo, na área de várzea do Departamento de Fitotecnia da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), com o delineamento experimental de blocos ao acaso, em esquema fatorial (4x4x2) com quatro repetições. No experimento I, os tratamentos foram constituídos de doses de nitrogênio (N) aplicados em cobertura (0, 60, 120 e 180 kg ha-1), doses de silicato de cálcio (Ca) e magnésio (Mg) aplicado via solo (0, 3000, 6000 e 9000 kg ha-1) e aplicação ou não de fungicidas da mistura triciclazol, azoxistrobina e difenoconazol. Os tratamentos do experimento II foram: doses de nitrogênio aplicados em cobertura (0, 60, 120 e 180 kg ha-1), aplicação de silicato de potássio (K) via foliar (0; 2,9; 5,8 e 8,7 L ha-1) e aplicação ou não de fungicidas. Observou-se que doses acima de 60 kg ha-1 de N predispõem as plantas à maior severidade de brusone, sendo necessário a utilização de fungicidas para o controle eficiente da doença e manutenção do rendimento de grãos. Em condições de ausência do controle químico, a ocorrência de brusone reduz a qualidade industrial de grãos de arroz, aumentando os percentuais de grãos gessados, barriga branca e área gessada. Os efeitos de silicato tanto de Ca e Mg como de K apresentam maiores respostas na ausência de fungicidas na cultivar de arroz irrigado Guri INTA CL.

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2017-01-13T17:55:23Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Lorena Ferreira Peixoto - 2014.pdf: 2832669 bytes, checksum: ed2f415262daf1618ecdf785ad9bfb22 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-01-16T10:48:26Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Lorena Ferreira Peixoto - 2014.pdf: 2832669 bytes, checksum: ed2f415262daf1618ecdf785ad9bfb22 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-16T10:48:26Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Lorena Ferreira Peixoto - 2014.pdf: 2832669 bytes, checksum: ed2f415262daf1618ecdf785ad9bfb22 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2014-08-15 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG / Rice is a worldwide cultivated and consumed grain, playing an important role on the diet of half of the world’s population. Several losses in production and grain quality have been reported due to biotic factors, such as rice blast, caused by Magnaporthe oryzae, which is the major disease in rice crops. One of the most effective ways to control this disease is the use of resistant cultivars. However, the high genetic variability of the pathogen results in a rapid resistance loss. The discovery of highly fertile, hermaphrodites individuals outside of the rice center of origin, suggests that sexual reproduction may contribute to this genetic variability, which influences the appropriate control strategies. M. oryzae reproduction studies begins with the determination of mating types, controlled by two idiomorphic genes (MAT1-1 e MAT1-2), along with the sexuality (hermaphrodite, female or male) and fertility (number of perithecia). Another important approach under investigation for this crop is the detection of avirulence genes from M. oryzae, to understand the pathogen variability. Our study focused on the investigation of MAT1-1 or MAT1-2 genes, and the presence of the avirulence gene AVR1-CO39in field isolates collected from all rice production regions from Brazil. Sexuality and fertility were also characterized. 208 selected isolates were cultivated in PDA medium and the fungus mycelia were used for DNA extraction and PCR detection of the above-mentioned genes. For the sexual characterization, 106 field isolates were paired in Petri dishes containing rice bran medium with two reference isolates: KA-3 (MAT1-1) and GUY11 (MAT1-2), known worldwide for their mating type and high fertility. The AVR1-CO39 gene was only detected in two field isolates. One of them was able to infect the rice cultivar CO39, which has the resistance gene Pi-CO39(t). A mutation on AVR1-CO39 gene could impair the recognition of its effector by Pi-CO39(t) protein. Only one mating type (MAT1-2) was observed on the 208 field isolates. It was also observed that, among the 106 analyzed isolates, one (0,94%) was identified as a female; three (2,8%) as hermaphrodite, 62 (57,9%) as male; and 41 (38,3%) were not determined, considered infertile. We also observed the formation of perithecia inside of rice leaves. Despite the predominance of one mating type among rice field isolates, there is a possibility that sexual reproduction may occur as the other idiomorphic gene (MAT1-1) is present on field isolates collected from other Poaceae. The identification of highly fertile hermaphrodites and fertile-female individuals in this study also highlight this possibility. / O arroz é cultivado e consumido em todos os continentes, desempenhando um importante papel na dieta de mais da metade da população mundial. O seu cultivo vem sofrendo perdas na produção e na qualidade de grãos, devido a fatores bióticos como a brusone, causada pelo fungo Magnaporthe oryzae, que é a principal doença da cultura do arroz, representando uma ameaça à segurança alimentar mundial. O uso de cultivares resistentes é considerado o método mais efetivo para o controle da doença, porém, a alta variabilidade do patógeno resulta em uma rápida suplantação da resistência. Com a descoberta de isolados de alta fertilidade, hermafroditas, fora do centro de origem do arroz, sugere-se que a reprodução sexuada possa estar contribuindo para esta variabilidade genética, o que consequentemente influencia as estratégias apropriadas de controle. O estudo da reprodução sexuada em M. oryzae inicia-se com a definição dos tipos compatíveis, característica controlada pelo gene mating type com dois idiomorfos (MAT1-1 e MAT1-2); além das características como sexualidade (hermafrodita, fêmea ou macho) e fertilidade (número de peritécios). Outra abordagem de grande importância para a cultura é a detecção de genes de avirulência de M. oryzae, visando estudos de sua variabilidade. Dessa forma, o objetivo desta pesquisa foi investigar a presença dos genes MAT1-1 ou MAT1-2, e do gene de avirulência AVR1-CO39, em isolados coletados em todas as regiões produtoras de arroz do Brasil, além de caracterizá-los quanto à sexualidade e fertilidade. Foram selecionados 208 isolados que forma cultivados em BDA e seus micélios utilizados para extração de DNA e detecção dos genes citados. Para a caracterização sexual, 106 isolados de campo foram pareados em placa de Petri, contendo meio de farelo de arroz, com dois isolados: KA-3 (MAT1-1) e GUY11 (MAT1-2), os quais apresentam mating types e alta fertilidade, conhecidos mundialmente. O gene AVR1-CO39 foi detectado em apenas dois isolados, e um deles é patogênico à cultivar CO39, portadora do gene de resistência Pi-CO39(t), levantando a possibilidade de que uma mutação possa ter ocorrido, como deleção, o que impossibilita o reconhecimento do efetor pela proteína do gene Pi-CO39(t). Apenas um tipo compatível (MAT1-2) foi observado nos 208 isolados de campo. Foi observado também que, entre os 106 isolados analisados, um (0,94%), foi identificado como fêmea; três (2,8%), como hermafroditas; 62 (57,9%), como machos; e 41 (38,3%), como não determinados, sendo considerados inférteis. Observou-se também a formação de peritécios no interior da folha de arroz. Apesar do predomínio de um mating type, entre os isolados do arroz, há a possibilidade de ocorrência da reprodução sexuada, devido à presença do outro idiomorfo (MAT1-1) em isolados coletados de outras gramíneas, juntamente com a presença de hermafroditas e da fêmea-fértil, com alta fertilidade, de isolados MAT1-2 identificados nesse trabalho.

Tobacco phylloplanins (T-phylloplanin) are a group of closely-related glycoproteins that are formed and disposed at the interface between the plant aerial surface (the phylloplane) and the atmosphere. They are synthesized in short procumbent trichomes and are secreted to aerial surfaces where they are thought to serve the plant as a first line of defense against fungal pathogens. Here it is shown using in vitro and in planta assays that tobacco and sunflower phylloplanins have broad-spectrum antifungal activities against spores - and also hyphae for two species - of several true fungi. Field tests show that T-phylloplanin reduces diseases caused by three important fungal pathogens of turf grasses. Tobacco phylloplanins are distinct proteins but they have properties in common with small, membrane-pore-forming, antimicrobial peptides formed by other organisms. To directly determine if T-phylloplanin has pore-forming activity we monitored conductivity change and specific ion leakage from spores and hyphae in suspension. Results indicate that phylloplanin causes fungal membrane disruption that leads to ion depletion and cell death. Having observed broad efficacy of T-phylloplanin against spores and/or hyphae of several true fungi, but no activity towards hyphae of the oomycetes, Pythium and Peronospora parasitica, we tested for possible effects on zoospores of the latter two pathogens. T-phylloplanin was shown to be effective against their zoospores, extending the efficacy of T-phylloplanin to include water molds. In the course of these experiments we also tested the effects of the diterpene cis-abienol that is secreted from tall trichomes of tobaccos and found this compound impacted zoospores and could prevent black shank disease caused by P. parasitica when applied to soil-grown tobaccos as a root drench. Thus, results of these studies with phylloplanins and cis-abienol, two different tobacco surface accumulated compounds are consistent with their serving the plant as first line of defense systems against a wide array of invading fungal pathogens. Phylloplanins and cis-abienol may be useful for controlling fungal diseases in tobacco float beds. The efficacy shown here for T-phylloplanin control of fungal pathogens of turf grasses in the field suggests that this natural product may find use in IPM of turf and other crops.

Thesis--Auburn University, 2009. / Abstract. Vita. Includes bibliographical references (p. 62-71).

Thesis--Auburn University, 2009. / Abstract. Vita. Includes bibliographical references (p. 78-88).

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-06-29T18:34:52Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1000132 bytes, checksum: f8825fd96a75440247eb51ddedd55c61 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-29T18:34:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1000132 bytes, checksum: f8825fd96a75440247eb51ddedd55c61 (MD5) Previous issue date: 2016-02-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Dois experimentos (Exp. 1 e Exp. 2) foram conduzidos em condições de campo para determinar o desenvolvimento da brusone em espigas, bem como a performance fisiológica e produtiva das cultivares BR-18 (moderadamente resistente) e Guamirim (suscetível) inoculadas com Pyricularia oryzae e tratadas (+F) ou não (‒F) com o fungicida epoxiconazole (13,3%) + pyraclostrobina (5%). Relativo a Guamirim ‒F, BR-18 ‒F (efeito da resistência) resultou em redução de 44 e 64% na incidência final e severidade final, respectivamente, no Exp. 1, e 3 e 49%, respectivamente, no Exp. 2. Para a Guamirim +F (efeito do fungicida) houve redução de 65 e 77% na incidência final e severidade final, respectivamente, no Exp. 1, e 64 e 95%, respectivamente, no Exp. 2. Similarmente, houve redução maior que 75 % na taxa temporal de progresso no tratamento combinando a aplicação do fungicida e resistência de hospedeiro. Resultados obtidos na análise de regressão indicaram que a severidade encontrada nas espigas e folhas durante o período de 10-14 dias após a antese (daa) proporcionou uma maior perda de produtividade comparado a severidade encontrada aos 18-22 daa, e que a severidade da brusone nas espigas possui maior efeito negativo comparado a severidade encontrada nas folhas. Relativo a Guamirim ‒F, houve aumento de 0.3 e 16 % na produtividade dos grãos para BR-18 ‒F, 20 a 61% para Guamirim +F e 26 e 83% para BR-18 +F nos Exp. 1 e Exp. 2, respectivamente. Os tratamentos envolvendo aplicação do fungicida e cultivar resistente manteve a integridade das folhas (baseado em HAD, HLAI, HAA e HRI) e performance fotossintética (baseado em Fv/Fm, Fm, Y(II), e Y(NPQ)) das espigas e folhas em relação ao tratamento cultivar Guamirim ‒F. Em conclusão, os resultados do presente estudo sugerem que a integração do tratamento com fungicida e resistência de cultivar como prática de manejo para o controle da brusone em espigas. Adicionalmente, dois experimentos foram conduzidos em condições de casa de vegetação para avaliar as alterações associadas com a produção e particionamento de fotoassimilados entre a espiga e a folha bandeira em plantas de trigo infectadas com P. oryzae. Ambos experimentos foram inoculados aos 10 e 20 daa com suspensão de esporos de P. oryzae. Os resultados demonstraram uma redução dos parâmetros de fluorescência da clorofila a (Fm, Fv/Fm YII and Y(NO)) em folhas bandeiras e espigas infectadas associada a menor concentração de clorofila a + b, carotenoides e redução da capacidade de fixação do CO2 pela RuBisCO em folhas bandeiras infectadas. Em folhas bandeiras e grãos obtidos de espigas infectadas, houve redução na concentração de açúcares solúveis com um aumento da razão da concentração de hexoses sobre sacarose em folhas bandeiras. Em folhas bandeiras, houve menor atividade da sacarose fosfato sintase (SPS) e menor expressão do gene sacarose sintase associadas ao aumento da expressão e atividade das invertases. Estas alterações relacionadas a síntese e degradação da sacarose sugerem uma condição dreno dos tecidos foliares infectados. No estágio final de infecção ocorreu uma redução da concentração de amido nos grãos e aumento da sua concentração em folhas bandeiras. Adicionalmente, houve redução na atividade e expressão da ADP-glicose pirofosforilase associada com a menor expressão dos genes β- e α-amilase em folhas bandeiras e espigas. Em conclusão, os efeitos negativos da brusone na qualidade e produtividade dos grãos em trigo podem ser associados com alterações na produção e particionamento de carboidratos durante o processo de formação dos grãos. / Two field experiments (Exp. 1 and Exp. 2) were carried out to evaluate the spike blast development as well as the physiological performance and grain yield of wheat cultivars BR-18 (partially resistant) and Guamirim (susceptible) inoculated with Pyricularia oryzae and treated or untreated with the fungicide 13.3% epoxiconazole + 5% pyraclostrobin. Relative to Guamirim-untreated, BR-18-untreated (resistance alone) led to 44 and 64% control of final incidence and severity, respectively, in Exp. 1, and 3 and 49% control, respectively, in Exp. 2. Guamirim-treated (fungicide alone) led to 65% control of incidence and 77% control of severity in Exp. 1, and 64% control of incidence and 95% control of severity in Exp. 2. Similarly, there was reduction higher than 75 % in the temporal rate of spike blast progress when host resistance and fungicide were combined. Results from regression analyses indicated that spike and leaf blast severity at 10-14 days after anthesis resulted in greater yield losses (highest negative slope) than severity at 18 to 22 days after anthesis, and that spike blast severity had a greater negative effect on yield than leaf blast severity. Relative to Guamirim-untreated, there was a 0.3 and 16% increase in mean yield for BR-18-untreated (resistance alone), 20 and 61% increase for Guamirim treated (fungicide alone), and 26 and 83% for BR-18 treated (moderate resistance + fungicide) in Exp. 1 and 2, respectively. By virtue of their effects on blast severity, fungicide application and cultivar resistant resulted in higher measures of leaf health (mean HAD, HLAI, HAA and HRI) and photosynthetic performance (based on F v /F m , F m , Y(II), and Y(NPQ)) of both spikes and leaves than the untreated susceptible reference treatment. Results from this study suggesting that the integration of these strategies may be the best approach for managing spike blast and useful for future efforts to develop crop loss models and management guidelines for wheat blast. Additionally, two experiments were carried out in greenhouse conditions to assess the changes associated with photoassimilates production and their partitioning in source-sink relationship on flag leaves and spikes of wheat plants infected with Pyricularia oryzae. Flag leaves and spikes were inoculated at 10 days after anthesis (daa) (Exp. 1) and at 20 daa (Exp. 2) with a conidial suspension of P. oryzae. There was an impairment on chlorophyll a fluorescence parameters (analyzed by F m , F v /F m YII and Y(NO)) on the infected flag leaves and spikes coupled with reduced concentrations of chlorophyll a + b and carotenoids as well as lower capacity of CO 2 fixation by RuBisCO in the infected flag leaves. In these leaves and grains obtained from the infected spikes, there were lower concentration of soluble sugars and an increase on the hexoses to sucrose ratio on the flag leaves. In the infected flag leaves, there was a lower sucrose phosphate synthase (SPS) activity and lower expression of sucrose synthase (Susy) gene coupled with higher expression and activity of acid invertases. These alterations, associated with synthase and degradation of sucrose, suggestss a status sink in the infected flag leaves. At advanced stages of fungal infection, the concentration of starch was reduced on grains whereas on the infected flag leaves its concentration was kept elevated. There were reduction on the activity of ADP-glucose pyrophosphorylase and on the expression of ADP-glucose pyrophosphorylase genes and down regulation of β- and α-amylase expression at late stages of fungal infection on flag leaves and spikes. In conclusion, the greatest effect of blast on both grains quality and yield can be associated with alterations in the production and partitioning of carbohydrates during the grain filling process.

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Desconhece-se, entretanto, qual o potencial de P. pennisetigena e P. zingibericola como patógenos de poáceas de interesse econômico para a agricultura brasileira. Dessa forma, objetivamos caracterizar o espectro de patogenicidade de P. pennisetigena e P. zingibericola a braquiária, cevada e trigo e compará-lo com P. grisea e com a espécie até recentemente descrita como P. oryzae patotipo Triticum, de ocorrência generalizada no agroecossistema brasileiro. Foram testados 20 isolados de Pyricularia spp. obtidos de amostras de folhas infectadas de plantas invasoras de campos de trigo. A classificação dos isolados em espécies distintas de Pyricularia foi efetuada usando-se filogenia molecular baseada nas sequencias parciais dos genes actina e calmodulina. Pyricularia pennisetigena e P. zingibericola inoculadas em folhas, foram patogênicas a braquiária, cevada e trigo, com diferenças na agressividade entre as espécies. Pyricularia zingibericola foi a espécie mais agressiva a braquiária e cevada, enquanto P. pennisetigena foi a espécie mais agressiva em plantas jovens de trigo. Por outro lado, P. grisea isolada de Digitaria sanguinalis ou de Urochloa spp. não infectou trigo. A análise filogenética das regiões ACT e CAL concatenadas reproduziu as relações filogenéticas e a magnitude das diferenças descritas entre Pyricularia zingibericola, P. pennisetigena, P. oryzae patotipo Triticum e P. grisea. Urochloa spp. provavelmente representam fonte permanente de inóculo inicial dos patógenos da brusone do trigo entre as épocas de cultivo. Na segunda parte desta pesquisa, foi estudado a estrutura genética de populações do patógeno da brusone do trigo, o fungo Ascomiceto Pyricularia graminis-tritici sp. nov., no centro-sul do Brasil. Os objetivos foram responder às seguintes perguntas: As populações geograficamente distintas de P. graminis-tritici do trigo eram geneticamente subdivididas? Como se distribuía a diversidade gênica e genotípica entre as populações regionais de P. graminis-tritici, cerca de 30 anos após as primeiras epidemias de brusone no Brasil? Qual o sistema reprodutivo predominante de P. graminis-tritici no país? Conclui-se que não houve subdivisão na maioria das populações geográficas contemporâneas de P. graminis-tritici do trigo, indicando mecanismo eficiente de fluxo gênico. A magnitude e a extensão do fluxo gênico entre populações geográficas de P. graminis-tritici do trigo, o sistema reprodutivo predominantemente sexual, aliados a alta diversidade genética do fungo, indicam um patógeno com alto potencial evolutivo no agroecossistema brasileiro. Outras espécies de poáceas hospedeiras com ampla distribuição geográfica no Brasil, como por exemplo, o capim-braquiária (Urochloa brizantha), podem ter importante papel no ciclo de vida e na biologia reprodutiva, na sobrevivência e na dispersão do inóculo de P. graministritici a curta e longa distâncias, mantendo as populações geográficas do patógeno conectadas. Os padrões de fluxo gênico e genotípico entre populações hospedeiro-distintas do patógeno reforçam a hipótese de que a brusone do trigo pode ter tido origem de novo a partir de populações endêmicas de P. graminis-tritici que infectam outras espécies de poáceas (nativas ou invasoras de áreas de trigo) no país. / In the first part of our study we described the association of Pyricularia pennisetigena and P. zingibericola with invasive grasses from wheat cropping areas in South-Central Brazil. However, the potential of P. pennisetigena and P. zingibericola as pathogens to poaceous plants of economic interest for Brazilian agriculture is still unknown. Therefore, this study aimed to characterize the pathogenicity spectrum of P. pennisetigena and P. zingibericola to signal grass, barley and wheat and compare with P. grisea and with the species until recently described as P. oryzae pathotype Triticum, of widespread occurrence in the Brazilian agroecosystem. Twenty isolates of Pyricularia spp. obtained from samples of infected leaves of weed species in wheat fields were tested. Classification of isolates into different species of Pyricularia was performed using molecular phylogeny based on the partial actin and calmodulin gene sequences. Pyricularia pennisetigena and P. zingibericola inoculated on leaves were pathogenic to signal grass, barley and wheat, with differences in aggressiveness between species. Pyricularia zingibericola was the most aggressive species to signal grass and barley, while P. pennisetigena was the most aggressive species to young plants of wheat. On the other hand, P. grisea isolated from Digitaria sanguinalis or Urochloa spp. did not infect wheat. Phylogenetic analysis of the concatenated regions ACT and CAL reproduced the phylogenetic relationships and the magnitude of the differences reported between Pyricularia zingibericola, P. pennisetigena, P. oryzae pathotype Triticum and P. grisea. Urochloa spp. probably represents a permanent source of initial inoculum of the wheat blast pathogens between growing seasons. In the second part of this research, we studied the genetic structure of populations of the wheat blast pathogen, the Ascomycete fungus Pyricularia graminis - tritici sp. nov., in the South-Central Brazil. The objectives were to answer the following questions: The geographically distinct populations of P. graminis-triticiwheat were genetically subdivided? How gene and genotypic diversity were distributed among regional populations of P. graminis-tritici about 30 years after the first outbreaks of wheat blast in Brazil? What is the predominant reproductive system of P. graminis-tritici in the country? We concluded that there was no subdivision among most of the contemporary geographical populations of Pyricularia graminis- tritici from wheat fields, indicating an efficient mechanism of gene flow. The magnitude and extent of gene flow among geographical populations of P. graminis-tritici, the predominantly sexual reproductive system, coupled with high genetic diversity of the fungus, indicated a pathogen with high evolutionary potential in the Brazilian agro-ecosystem. Other species of poaceous hosts with wide geographic distribution in Brazil, for example, signal grass (Urochloa brizantha) can play an important role in the life cycle and reproductive biology, survival and spread of inoculum of P. graminis- tritici at short and long distances, keeping the geographical populations of the pathogen connected. The patterns of gene and genotypic flow between host-distinct populations of the pathogen reinforce the hypothesis that the wheat blast may had a de novo origin from endemic populations of P. graminis-tritici infecting other poaceous species (native or invasive WRwheat areas) in the country.