Atualmente, o HLB é considerado a principal doença que acomete as plantas cítricas. Diante desse fator, pesquisas por cultivares resistentes a esta doença são necessárias. A transformação genética via Agrobacterium, juntamente com o uso de plantas modelos, tem sido uma alternativa para verificação do funcionamento dos genes em resposta a patógenos, isto porque as plantas modelos possuem como característica ciclo de vida curto e alto poder de regeneração. Assim sendo, objetivou-se com o presente trabalho, a transformação genética via Agrobacterium tumefaciens, de tomate Micro-Tom (Solanum lycopersicum L.) e de laranja doce, com os genes que codificam as proteínas PR-8 e CDR-1, isolados a partir de Citrus simensis. Os cotilédones provenientes de sementes germinadas in vitro de tomate Micro-Tom foram utilizados como fonte de explante para os experimentos de transformação genética com os genes PR-8 e CDR-1. Esses explantes foram subcultivados até o aparecimento de brotos regenerantes e posteriormente plantas transgênicas, as quais foram aclimatizadas e levadas a casa-de-vegetação. A transgenia foi confirmada por PCR e o número de inserções do gene por Southern blot. As plantas foram cultivadas até a obtenção da geração T1. Simultaneamente, foram realizados experimentos de transformação genética em segmentos de epicótilo, provenientes de sementes de laranja ‘Hamlin’ germinadas in vitro, com o gene CDR-1, a fim de se obter plantas transgênicas e sua caracterização. Paralelamente, foi realizada a construção da curva padrão pela análise de qPCR para identificação de Pseudomonas syringae pv. tomato. Foram obtidas treze plantas transgênicas de tomate Micro-Tom com o gene PR-8 e três com o gene CDR-1. As eficiências de transformação foram em torno de 0,38 a 1,98%. Três plantas de tomate Micro-Tom transgênicas com o gene PR-8 foram caracterizadas por Southern blot e o número de inserções variou de 1 a 3. Dezenove plantas transgênicas de laranja ‘Hamlin’ com o gene CDR-1 foram obtidas através dos experimentos de transformação genética. A eficiência de transformação foi de 2,06 a 5,96%. Dessas, apenas uma foi caracterizada por Southern blot apresentando 1 número de cópia do DNA no genoma da planta. / HLB is currently considered the main disease affecting citrus plants. Given this factor, research for cultivars resistant to this disease is needed. Genetic transformation via Agrobacterium with the use of model plants has been an alternative for checking the gene function in response to pathogens, because these model plants have as characteristic a short life cycle and high power of regeneration. Therefore, the aim of this work was to produce transgenic plants, via Agrobacterium tumefaciens, of Micro-Tom tomato (Solanum lycopersicum L.), and sweet orange, with the genes encoding the PR-8 and CDR-1 proteins isolated from Citrus sinensis. The cotyledons from in vitro germinated Micro-Tom tomato seeds were used as explants source for genetic transformation experiments with PR-8 and CDR-1 genes. These explants were subcultured until the appearance of regenerating shoots and after transgenic plants, which were acclimatized and taken to a greenhouse. The transgenic plants were confirmed by PCR and the number of gene insertions by Southern blot. The plants were grown until T1 generation was obtained. Simultaneously genetic transformation experiments were performed with epicotyl segments from \'Hamlin\' sweet orange seeds germinated in vitro with CDR-1 gene in order to obtain transgenic plants and their characterization. Simultaneously, the standard curve construction was performed by qPCR analysis for identification of Pseudomonas syringae pv. tomato. Thirteen transgenic plants of Micro-Tom tomato with PR-8 gene and three with CDR-1 gene were obtained. The transformation efficiencies were around 0,38 to 1,98%. Three transgenic plants of Micro-Tom tomato with PR-8 gene were characterized by southern blot, and the number of inserts ranged from 1 to 3. Nineteen transgenic \'Hamlin\' sweet orange plants with CDR-1 gene were obtained through genetic transformation experiments, and the transformation efficiency was 2,06 to 5,96%. One plant was characterized, by Southern blot and has one DNA copy number in the plant genome.

Tomato (Solanum lycopersicum L.) consumption has increased every year due to the fruit attractiveness, several utilizations, and beneficial effects for human health. However, tomato fruits can accumulate a Cd concentration that exceeds the safety threshold for human consumption of vegetables, even when plants are grown in soil with acceptable Cd level. Cd is a non-essential, hazardous element to biological systems, triggering several diseases in humans. In plants, Cd disturbs the antioxidant machinery, changes the nutritional status, and impairs the photoassimilate production and/or partitioning, hence reducing fruit yield and quality. However, distinct tomato accessions can present contrasting tolerance degree to Cd toxicity, as detected by our group in previous studies. The use of these accessions is a powerful approach to identify strategies employed by plants to cope with Cdinduced challenges, and the acknowledgement of such strategies can be potentially used in breeding and biotechnological programs to improve fruit yield and quality in crops that were cultivated in contaminated fields. The set of studies that compose the present thesis aimed (i) to identify the main mechanisms for the contrasting tolerance degree to Cd-induced toxicity in tomato accessions after short and long-term Cd exposure; (ii) to evaluate the relationship among tolerance degree and fruits attributes in plants that were grown in Cd-containing soil, and (iii) to determine the transgenerational effects of Cd-induced stress. In the first experiment, nine tomato accessions with a varied tolerance degree, which was based on biomass accumulation, to Cd exposure were grown in hydroponic solution containing CdCl2 35 μM for 6 days. Avoidance of high Mg concentration in roots was identified as a plant strategy to mitigate Cd toxicity by preventing formation of root hairs. Regarding the mode of action of Cd toxicity, Mn excess in leaves, in addition to the high Cd concentration per se, seems to be coupled to leaf damages that are enhanced by the increased Zn and B concentrations in the photosynthetic tissues. In the second experiment, tolerant (Yoshimatsu) and sensitive (Tropic Two Orders) genotypes were grown in Cd-containing soil, in order to evaluated production parameters. After plant exposure to Cd, the tolerant genotype presented an increased fruit diameter, height and weight, when compared to the control plants. In both cultivars, Cd concentration varied according to the following descending order: roots = leaf blade > (floral receptacle, peduncle and sepals) > stem = fruit peel = fruit pulp. Moreover, data suggested that floral receptacle and its related-structures acted as a barrier to the Cd transportation to the fruits, but it was not enough to avoid Cd reaching the fruits. Furthermore, Cd exposure provoked remarkable reductions in the Mg concentration in roots of sensitive and tolerant genotypes, revealing that both tomato cultivars are able to employ this mechanism for plant acclimation to long-term Cd exposure. Considering such information, it is possible that, under the short-term Cd exposure, tolerant accessions activate this mechanism either early or faster than sensitive genotypes. In addition, positive transgenerational effects on seed germination and vigor of the tolerant genotype were triggered by the plant-mother cultivation in Cd-containing media, despite of the increased chromosomal abnormality. This work reported new insights about the effects of Cd exposure on tomato development, tolerance mechanisms, fruit quality and yield of tomato, as well as Cd distribution in the plants. / O consumo de tomate (Solanum lycopersicum L.) tem aumentado a cada ano devido a atratividade dos frutos, suas diversas utilizações e efeitos benéficos para a saúde humana. No entanto, os frutos de tomate podem acumular uma concentração de cádmio (Cd) que excede o limiar de segurança para o consumo humano, mesmo quando as plantas são cultivadas em solo com níveis aceitáveis de Cd. Cádmio e um elemento não-essencial, extremamente perigoso para os sistemas biológicos, desencadeando varias doenças em seres humanos. Nas plantas, o Cd perturba a maquinaria antioxidante, altera o estado nutricional e prejudica a produção e /ou o particionamento de fotoassimilados, frequentemente reduzindo a produtividade e qualidade de frutos. No entanto, diferentes acessos de tomateiros podem apresentar contrastantes graus de tolerância a toxicidade gerada pela exposição ao Cd, como detectado em estudos anteriores de nosso grupo. O uso desses acessos e uma abordagem poderosa para identificar as estratégias empregadas pelas plantas para lidar com os desafios induzidos pelo Cd; e o conhecimento de tais estratégias pode ser potencialmente utilizado em programas biotecnológicos e de melhoramento genético. Deste modo, o conjunto de estudos que compõem a presente tese objetivou (i) identificar os principais mecanismos que suportam o grau de tolerância contrastante a toxicidade induzida por Cd em acessos de tomate após exposição a curto e longo prazos a este metal pesado; (ii) avaliar a relação entre o grau de tolerância e os atributos físico-químico de frutos oriundos de tomateiros cultivados em solo contendo Cd, e (iii) determinar os efeitos transgeracionais do estresse induzido por Cd. No primeiro experimento, nove acessos de tomateiro com graus variados de tolerância a exposição ao Cd, baseado na acumulação de biomassa, foram cultivados em solução hidropônica contendo 35 μM de CdCl2 durante 6 dias. O impedimento de elevada concentração de magnésio (Mg) em raízes foi identificado como possível estratégia da planta para mitigar a toxicidade de Cd, por meio da evitação da formação de pelos radiculares. Em relação ao modo de ação da toxicidade induzida por Cd, o excesso de Mn, em adição a elevada concentração de Cd, parece estar acoplado aos danos foliares que são acentuados ainda mais pelas altas concentrações de zinco (Zn) e boro (B) nos tecidos fotossintéticos de plantas sob exposição ao Cd. No segundo experimento, os genótipos tolerantes (Yoshimatsu) e sensíveis (Tropic Two Orders) foram cultivados em solo contendo Cd, a fim de avaliar os parâmetros de produção. O genótipo tolerante apresentou frutos com maior diâmetro, altura e peso após o cultivo em solo contendo Cd, quando comparado as plantas controle. Em ambas as cultivares, a concentração de Cd variou de acordo com a seguinte ordem descendente: raízes = folíolos> (receptáculo floral, pedúnculo e sépalas) > caule = casca de fruta = polpa de fruta. Alem disso, dados sugerem que o receptáculo floral e suas estruturas atuaram como uma barreira ao transporte de Cd para os frutos, entretanto, ela não foi suficiente para evitar que o Cd atingisse os frutos. Em adição, a exposição ao Cd provocou notáveis reduções na concentração de Mg nas raízes de genótipos sensíveis e tolerantes, revelando que a aclimatação das plantas depende do baixo status de Mg em tecidos radiculares. Desde que ambas as cultivares são capazes de empregar este mecanismo, os dados sugerem que, durante a exposição a curto prazo ao Cd, acessos tolerantes são capazes de ativa-lo ou mais cedo ou mais rápido do que acessos sensíveis. Ademais, efeitos transgeracionais positivos na germinação e vigor das sementes do genótipo tolerante foram desencadeados pelo cultivo planta-mãe em solo com Cd, apesar do aumento de anormalidades cromossômicas. Este trabalho reportou novos conhecimentos sobre os efeitos da exposição ao Cd sobre o desenvolvimento do tomateiro, mecanismos de tolerância, qualidade e rendimento de frutos, bem como a distribuição de Cd dentro da planta.

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Soros imunes policlonais produzidos contra os peptídeos sintéticos homólogos potB1LJ, LbB1LJ e SmB1LJ ou potB2LJ, LbB2LJ e SmB2LJ, derivados de domínios B de isoformas de NTPDases, inibiram significativamente (32-44%) a atividade da apirase de batata. Estes anticorpos podem ser ferramentas moleculares auxiliares para o estudo das isoformas de apirase. A atividade apirásica de tecidos de folha (NL) ou caule (NS) normais e de galha globosa (GG) de Calliandra brevipes BENTH (Fabaceae: Mimosoidae) foi testada em meio de reação pH 7,5 e na presença de C12E9, e a hidrólise de ADP, UDP ou GDP por GG foi 1,8 a 2,4 vezes maiores que tecidos não galhados. Anticorpos policlonais anti-apirase de batata inibiram significativamente (70-90%) a hidrólise de ATP, ADP, GDP ou UDP por NS. Em GG, similarmente, a atividade ATPásica, GDPásica, ADPásica ou UDPásica foi significativamente inibida (40-66%). Para o isolamento e identificação de apirase de tecidos normais e galha globosa de Calliandra brevipes, amostra de tecido de NS ou NL não galhado, ou de GG previamente homogeneizada em Triton X-100 mais deoxicolato de sódio foi fracionada em gel não desnaturante contendo os mesmos detergentes. Usando ADP como o substrato, a atividade catalítica da enzima permitiu o aparecimento de uma única banda de precipitado de fosfato de cálcio mostrando idêntica mobilidade eletroforética nas amostras NS, NL e GG, sendo mais intensa nesta última, sugerindo que a apirase é superexpressa neste tecido. Nesta banda de maior mobilidade, distintos polipeptídeos de 52 a 75 kDa foram reconhecidos pela imunoreatividade cruzada de anticorpos anti-apirase de batata, sugerindo a existência de formas ativas da mesma proteína com diferentes cargas líquidas, possivelmente como um resultado de diferentes níveis de glicosilação. Além disso, uma banda de aproximadamente 52 kDa, de menor mobilidade e atividade, foi também identificada em todos os tecidos, possivelmente a apirase em sua forma completamente deglicosilada. Usando técnicas histoquímicas e microscopia óptica, cortes micrométricos corados por lugol ou azul de astra-safranina evidenciaram a câmara pulpal amplamente circundada por tecido nutritivo contendo amido em sua porção distal, e parênquima cortical delimitado por anéis esclerenquimáticos lignificados. Por técnicas histoquímicas, a atividade ADPásica ou ATPásica foi encontrada como um depósito eletrodenso granular de fosfato de chumbo distribuído na superfície externa, e nos tecidos nutritivos da galha globosa. Por técnicas imunohistoquímicas, usando Microscópio Confocal de Varredura a Laser e anticorpos anti-apirase de batata e anti-peptídeos sintéticos, a apirase de galha globosa foi encontrada nos mesmos sítios. Hipóteses funcionais para esta proteína estão sob investigação. Além disso, o tempo de germinação de semente de C. brevipes foi determinado, e no quinto dia após a instalação do teste, a primeira folha foi aberta, identificando tecidos de crescimento rápido apropriados para a investigação da regulação da hidrólise de ATP por apirase na proliferação celular. / By alignment of amino acid sequences of the S. tuberosum apyrase and isoforms from other plant species, high identity (46 to 94%) and similarity (64 to 96%) were identified between them, including distinct species of Fabaceae, and closer structural relationship was found between the domains B from these proteins. Polyclonal antibodies anti- S. tuberosum potato apyrase inhibited 65-80% of the catalytic activity of this protein. In addition, polyclonal immune sera produced against homologue synthetic peptides potB1LJ, LbB1LJ and SmB1LJ or potB2LJ, LbB2LJ and SmB2LJ, derivatives from B domains of NTPDases isoforms, significantly inhibited (32 to 44%) potato apyrase activity. These antibodies could be useful molecular tools for studies of the apyrase isoforms. The apyrase activity from the non-galled stem (NS), non-galled leaf (NL), or globose gall (GG) tissue from Calliandra brevipes BENTH (Fabaceae: Mimosoidae) was tested in reaction medium pH 7.4 and in the presence of C12E9, the ADP, UDP or GDP hydrolysis by GG was 1.8 to 2.4 fold higher than non-galled tissues. Polyclonal antibodies anti-potato apyrase significantly inhibited (70 to 90%) the ATP, ADP, GDP or UDP hydrolysis by NS. In GG, similarly, the ATPase, GDPase, ADPase or UDPase activity was also significantly inhibited (40-66%). For isolation and identification of apyrase from normal tissues and globose gall from the Calliandra brevipes, sample of NS, NL or GG tissue was previously homogenised in Triton X-100 plus sodium deoxycholate, and fractionated in non-denaturing gel containing the same detergents. Using ADP as the substrate, the enzyme catalytic activity gave rise to the appearance of a single calcium phosphate precipitate band displaying identical electrophoretic mobilities in NS, NL, and GG samples, being more intense in this last one suggesting that apyrase is over-expressed in this tissue. In this band of higher mobility, a number of distinct polypeptides ranging from 52 to 75 kDa were recognized by cross-immunoreactivity with polyclonal anti-potato apyrase antibodies, suggesting the existence of active forms of the same protein with different net charges, possibly as a result of distinct glycosylation levels. In addition, an immunoreactive band of approximately 52 kDa, of lower mobility and activity, was also identified in all tissues, possibly apyrase in completely deglycosylated form. By histochemical techniques and light microscopy, micrometric sections stained with lugol or Astra Blue-Saphranine evidenced the chamber pulpal widely surrounded by nutritive tissue containing starch in its distal portion, and cortical parenchime delimited by rings sclereides lignified. By histochemical techniques, the ADPase or ATPase activity was found as a granular dense lead phosphate deposit distributed at the external surface, and inside of the nutritive cells of the globose gall. By immunohistochemical techniques, using confocal laser scanning microscopy and antibodies anti-potato apyrase and anti-synthetic peptides, the gall globose apyrase was found at same sites. In addition, the time of laboratory germination of C. brevipes seed was determined, and on the fifth day after test installation, the first leaf opened, identifying rapid growing tissues suitable for further investigations on the participation of both apyrase and regulation of ATP hydrolysis in cell proliferation.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The potato plant is highly demanding regarding the presence of phosphorus (P) readily available in soil solution. To achieve high yields of tubers, large applications of phosphate fertilizers are made, which consequently reduce the sustainability of the potato chain and cause possible environmental contamination. Therefore, it is necessary to improve the management of fertilizer use and develop potato clones that have high yield and quality, even in limiting conditions of P. In order to identify efficient clones in P acquisition and use, this study aimed to characterize the physiological aspects of potato clones under different levels of P availability and production systems available. In the first experiment, the Asterix, Atlantic, SMIC 148-A and SMINIA 793101-3 clones from micropropagated plants were grown in soilless system under low and high P level (2.32 and 23.2 mg P L-1) during the spring and autumn seasons of Rio Grande do Sul state. In the P utilization efficiency, we found that the potato clones differ between the spring and autumn season of Rio Grande in soilless culture system with the use of sand as substrate. Furthermore, we also compared the P efficiency of these clones between soilless system and field cultivation under low and high P level (70 and 560 kg P2O5 ha-1) in the spring crop. We observed that each clone responds differently to cultivation systems used as nutritional efficiency to P, and the closed cultivation soilless system with use of sand as substrate overestimates the responses of potato clones in relation to P availability. Nevertheless, we sought to differentiate micropropagated potato plants of plants produced from minitubers as nutritional efficiency to P in closed cultivation soilless system with use of sand as substrate under high and low P level again. The data suggest that the propagative origin of the potato plants interferes, in the biomass ratio between root and shoot, and in the harvest index and P utilization efficiency for all clones. The Asterix, Atlantic and SMIC 148-A clones suffer interference of the type of propagation material in use efficiency and P response, while the SMINIA 793101-3 clone is P efficient in the use of nonresponsive in fresh mass production and tubers total dry mass, regardless of propagativa type of the plants. Furthermore, the clones were also evaluated with plants from tubers when grown in pots with soil as substrate in low and high P level (0.025 and 0.11g kg-1) in a greenhouse, we observed based on the total dry mass, the SMIC 148-A and SMINIA 793101- 3 clones are efficient in the use of P, while Atlantic and SMINIA 793101-3 are responsive to the increase of P. / A planta de batata é altamente exigente quanto à presença de fósforo (P) prontamente disponível na solução do solo. Para atingir altas produções de tubérculos são feitas grandes aplicações de adubos fosfatados, reduzindo assim, a sustentabilidade da cadeia produtiva da batata, além de causar uma possível contaminação ambiental. Portanto, é preciso melhorar a gestão do uso dos fertilizantes e desenvolver clones de batata que tenham alto rendimento e qualidade, mesmo em condições limitantes de P. Este trabalho teve por objetivo caracterizar aspectos fisiológicos de clones de batata submetidos a diferentes níveis de disponibilidade de P e sistemas de produção disponíveis para identificar clones eficientes na aquisição e no uso do P. No primeiro experimento os clones Asterix, Atlantic, SMIC 148-A e SMINIA 793101-3 provenientes de plantas micropropagadas foram cultivados em sistema fechado fora do solo sob baixo e alto nível de P (2,32 e 23,2 mg P L-1) durante a primavera e o outono do Rio Grande do Sul. Verificou-se que os clones de batata diferem quanto à eficiência de utilização do P entre os cultivos de primavera e outono do Rio Grande do Sul em sistema de cultivo sem solo com o uso de areia como substrato. Em outro momento, avaliou-se a eficiência ao P desses clones no cultivo fora do solo e à campo sob baixo e alto nível de P (70 e 560 kg P2O5 ha-1) na safra de primavera. Observou-se que cada clone responde de uma maneira diferente aos sistemas de cultivo utilizados quanto a eficiência nutricional ao P, sendo que o sistema fechado de cultivo fora do solo com o uso de areia como substrato superestima as respostas dos clones de batata em relação à disponibilidade de P. Ainda, buscou-se diferenciar plantas de batata micropropagadas de plantas produzidas a partir de minitubérculos quanto a eficiência nutricional ao P em sistema de cultivo fechado fora do solo com o uso de areia como substrato novamente sob alto e baixo nível de P. Os dados sugerem que a origem propagativa de plantas de batata interfere, tanto na relação de biomassa entre raiz e parte aérea, quanto no índice de colheita e na eficiência de utilização do P para todos os clones. Os clones Asterix, Atlantic e SMIC 148-A sofrem interferência do tipo do material propagativo na eficiência de uso e resposta ao P, enquanto o clone SMINIA 793101-3 é eficiente no uso e não responsivo ao P na produção de massa fresca de tubérculos e massa seca total, independente da origem propagativa das plantas. Os clones de batata também foram avaliados a partir de tubérculos em vasos tendo solo como substrato com baixo e alto nível de P (0,025 e 0,11g kg-1) em casa de vegetação, sendo observado com base na produção de massa seca total, que os clones SMIC 148-A e SMINIA 793101-3 são eficientes no uso de P, enquanto que Atlantic e SMINIA 793101-3 são responsivos ao incremento de P.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Potato is grown in Central Rio Grande do Sul State mainly by small farmers, which use weekly sprayings with fungicides, without taking into account if meteorological conditions favor or not Late Blight and other pathogens. Water deficit can affect potato development and growth, which may affect tuber yield and quality. Irrigation applied inadequality may favor diseases due to leaf wetning. Both leaf wetning high an relative humidity play an important role in epidemic events, favoring Late Blight (Phytophthota infestans), a pathogen with high potential of causing disease. The objective of this study was to determine the effect of different levels of irrigation on yield and occurrence of Late Blight in potato cv. Asterix in the area of influence of the Meteorological Station of Santa Maria. Two experiments were conducted at the experimental field, Crop science Department, Federal University of Santa Maria. One experiment was during spring, from 21/11/2005 (emergence) to 21/02/2006 (harvest). The second experiment was during fall, from 10/04 (emergence) to 13/07/2006. The experimental design was a complete randomized, with four replications. Each replication was a 5 m x 3,2 m plot with four rows. Plant spacing was 0,8 m x 0,3 m. Fungicides used to control Late Blight were mancozebe (Dithane NT 3,0 Kg ha-1), copper oxychloride (Cuprogarb 350 4 g l-1), pyraclostrobin + metiram (Cabrio Top 3,0 Kg ha-1). The Blitecast model was used to indicate the timing of spraying, by accumulating severity values (VS) of 0 (control), 18, 24, and 30. Sprinkling irrigation was used assuming 1,0 ETm, 0,75 ETm, 0,50 ETm and no irrigation. Results showed that in dry and high temperature periods, yield was affected by irrigation, mainly when crop water demand was plenty recharged with 100% ETm. During wet periods, yield was affected by the efficient of Late Blight control. The Blitecast model with a severity value of 18 (Bli18) was the most efficient for controlling Late Blight, compared to Bli24 and Bli30, as a tool for managing fungicides application. Irrigations applied at least every there days did not affect Late Blight incidure and development / O cultivo da batata na região central do Estado do Rio Grande do Sul é realizado em sua maioria por pequenos produtores, que se utilizam, em geral, de calendários com aplicação semanal de fungicidas, não levando em consideração se as condições meteorológicas são favoráveis ou desfavoráveis para o desenvolvimento da requeima e outros patógenos da batata. A deficiência hídrica também pode afetar o desenvolvimento e o crescimento dessa cultura, o que se reflete na produtividade e na qualidade dos tubérculos, sendo a irrigação uma prática freqüente. Porém a irrigação realizada inadequadamente pode também favorecer o aparecimento de doenças devido ao molhamento foliar. Tanto o molhamento foliar quanto a umidade relativa do ar elevada desempenham um importante papel na epidemiologia, favorecendo a ocorrência da requeima causada por Phytophthora infestans (Mont.) De Bary, um patógeno de alto potencial destrutivo. O trabalho teve como objetivo determinar o efeito de diferentes níveis de irrigação na produtividade e ocorrência de requeima na cultura da batata, cultivar Asterix , na região de abrangência da Estação Meteorológica de Santa Maria. Foram realizados dois experimentos na área experimental do Departamento de Fitotecnia da Universidade Federal de Santa Maria, sendo o primeiro na primavera, no período de 21/11/2005 (emergência) a 21/02/2006 (colheita) e o segundo no outono de 2006, no período de 10/04 (emergência) a 13/07/2006 (colheita). O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso com quatro repetições, sendo cada parcela composta de quatro fileiras de plantas com 5,0 m de comprimento e 3,2 m de largura. O plantio foi realizado conforme as técnicas recomendadas para a região, com espaçamento entre fileiras de plantas de 0,80 m e entre as plantas nas fileiras de 0,30 m. Para o controle da requeima da batata foram utilizados os fungicidas mancozebe (Dithane NT 3,0 kg ha-1 do produto comercial), oxicloreto de cobre (Cuprogarb 350 4 g l-1 do produto comercial), piraclostrobina + metiram (Cabrio Top 3,0 kg ha-1 do produto comercial). Foi utilizado o sistema Blitecast para determinar o momento da aplicação de fungicidas, através do acúmulo de valores de severidade (VS) igual a 0 (Test), 18, 24 e 30. Para fins de comparação, a irrigação foi realizada por aspersão, utilizando a dotação de 1,0 ETm, 0,75 ETm, 0,50 ETm e sem irrigação. Os resultados mostram que em períodos relativamente secos com temperatura alta, a produtividade foi influenciada pela irrigação, principalmente quando a necessidade hídrica da cultura foi plenamente atendida com a reposição de 100% da ETm. Em períodos úmidos, a produtividade foi influenciada pela eficiência no controle da requeima. O sistema Blitecast com acúmulo de 18 valores de severidade (Bli18) foi o mais eficiente em comparação com o Bli24 e o Bli30 para o controle da requeima da batata, como esquema de gerenciamento de aplicação de fungicidas. A irrigação realizada em intervalos de pelo menos três dias não teve influência significativa sobre a incidência e o desenvolvimento da requeima

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The potato (Solanum tuberosum L.), Solanaceae, ranked fourth in quantity food production, exceeded only by wheat, rice and corn. The potato crop is propagated vegetative form, which requires high quality plant for income maintenance in the field. However, culture is susceptible to diseases, mainly viruses so it is necessary to use techniques such as culture of shoot tips for cleaning and subsequent clonal propagation in a system that maintains the quality of plant propagation material such as hydroponics. However, it is known that tissue culture induced genetic variability in micropropagated material. Changes collectively termed somaclonal variation. As a result, strategies are needed to control and monitor this phenomenon in potato cultivars due to the possibility of loss of genetic traits for which have been improved. Given the above, this study aimed to evaluate the in vitro behavior of ramets, evaluate characteristics of the tubers produced hydroponically, evaluate the phenotypic stability of ramets from tissue culture through 26 minimum description of potato compare the phenotypic stability of ramets of each cultivar according to the degree of differentiation of the explants that originated ramets, indicating potential minimum descriptors to monitor the phenotypic stability, to analyze the variability over the subcultures of the growing season and the field through microsatellite markers from potato cultivar Asterix and Atlantic. The results showed that ramets both of Asterix as Atlantic differ on in vitro behavior for the variables. There is variability in characteristics of tuber-seed in the ramets of potato cultivars Atlantic and Asterix, from the cultivation of basic generation zero (G0) in a closed hydroponic system. Ramets of Asterix have a different behavior of ramets Atlantic in relation to minimum descriptors. There is great variability and intraclonal divergence in relation to the phenotypic varieties in minimum descriptors in ramets of Asterix and Atlantic. The degree of differentiation of explants that form these ramets has no effect on the phenotypic stability of Asterix and Atlantic. Growth habit and pigmentation of the main stem descriptors can be useful in monitoring the genetic purity of Asterix. Growth habit, vegetative and Tuber shape have potential use in monitoring the intraclonal variability in Atlantic. The potato cultivars Asterix and Atlantic show high variability in intraclonal microsatellite markers. The pattern of instability in molecular phenotypes is different among potato cultivars Asterix and Atlantic. Ramets regenerated from shoot tip derived and indirect organogenesis are also unstable. The subculture time, alone, seems to have no effect on the incidence of somaclonal variation in potato cultivar Asterix and Atlantic. / A batata (Solanum tuberosum L.) ocupa o quarto lugar em nível mundial em produção, sendo superada apenas pelo trigo, arroz e milho. A cultura da batata é propagada de forma vegetativa e, devido à suscetibilidade a doenças, é imprescindível o emprego da cultura de ápices caulinares para efetuar limpeza clonal e, na sequência, da micropropagação das partes aéreas para a obtenção de mudas livres de patógenos para satisfazer a demanda dos agricultores. Entretanto, a cultura de tecidos pode induzir variabilidade genética no material micropropagado, a qual é denominada variação somaclonal. Face ao exposto, o objetivo geral do presente estudo consistiu na análise da variação somaclonal nas cultivares de batata Asterix e Atlantic, com o intuito de contribuir para uma melhor compreensão e, também, para o desenvolvimento de estratégias direcionadas ao controle e monitoramento desse fenômeno, e, simultaneamente, para a obtenção de variantes de utilidade para programas de melhoramento genético. Com esta finalidade, as diferentes etapas do sistema de produção de batata-semente foram avaliadas por descritores morfológicos, morfoagronômicos e marcadores microssatélites. Os resultados revelaram que os rametes de Asterix e Atlantic apresentam extensiva variabilidade intraclonal, observando-se padrões diferenciados nas duas cultivares em resposta às fontes de variação estudadas. Há variabilidade intraclonal na estabilidade fenotípica in vitro e em características de tubérculo-semente nos rametes das cultivares de batata Atlantic e Asterix, provenientes do cultivo de plantas básicas da geração inicial (G0) em sistema hidropônico. Plantas e tubérculos de primeira geração clonal apresentam grande variabilidade intraclonal e divergência em relação ao padrão fenotípico das cultivares nos descritores mínimos nos rametes de Asterix e Atlantic. O grau de diferenciação dos explantes que originam os rametes não tem efeito na estabilidade fenotípica de Asterix e Atlantic. Os rametes das duas cultivares apresentam elevada variabilidade genética intraclonal em marcadores microssatélites. O padrão de instabilidade nos fenótipos moleculares é diferenciado em Asterix e Atlantic. Rametes regenerados a partir de ápices caulinares e derivados de organogênese indireta são igualmente instáveis em nível molecular. O tempo de subcultivo pode ser usado como ferramenta de controle da variação somaclonal nas cultivares de batata Asterix e Atlantic, pela análise dos fenótipos moleculares.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The aim of this work were determine the optimum plot size and the uniformity assay size for estimating the optimum plot size in order to evaluate the fresh fitomass of lettuce plants and the mass of fruits of pepper, tomato, snap bean and zucchini. Production data were collected in uniformity assay with lettuce, pepper, tomato, snap bean and zucchini conducted at the Departamento de Fitotecnia da Universidade Federal de Santa Maria. Inside the planting row were planned different uniformity assay sizes. For each uniformity assay size planned were performed 3.000 resamples with replacement and were estimated for each sample the coefficient of spatial autocorrelation of the first order (p), the variance (s2), the mean (m) and the optimum plot size (Xo) by the method of maximum curvature of the coefficient of variation model (CMCV). Posteriorly, were also calculated the minimum values, percentile 2,5%, mean, percentile 97,5% and maximum values of statistics p, s2, m and Xo. For Xo statistic, even was calculated the amplitude of the confidence interval of 95%. Finally, were determined the uniformity assay size, starting from the smaller uniformity assay size planned (three basic units) and considering as uniformity assay size the number of basic units from which the amplitude of the confidence interval of 95% of optimum plot size was minor or equal to two basic experimental units. The uniformity assay size influences the estimation of the optimum plot size for evaluate the fresh fitomass of lettuce plants and the mass of pepper, tomato, snap bean and zucchini fruits. Uniformity assay with 27 basic units (27 plants) are enough for estimate the optimum plot size for evaluate the fresh fitomass of lettuce plants with a confidence interval of 95% minor or equal to two basic experimental units. Uniformity assay with pepper with 29 basic units (29 plants) in plastic greenhouse, with tomato with 12 basic units (12 plants) in plastic tunnel and with snap bean with 21 basic units (42 plants) in plastic tunnel, are enough for estimate the optimum plot size for evaluate the mass of fruits with a confidence interval of 95% minor or equal to two basic experimental units. Uniformity assay with snap bean with 18 basic units (36 plants) and with zucchini with ten basic units (ten plants) in plastic greenhouse are enough for estimate the optimum plot size for evaluate the mass of fruits with a confidence interval of 95% minor or equal to three basic experimental units. It is recommended the use of parcels with six basic experimental units for evaluate the fresh fitomass of lettuce plants and parcels with seven, five, six and eight basic experimental units, respectively, for evaluate the mass of fruits of pepper, tomato, snap bean and zucchini. / O objetivo deste trabalho foi determinar o tamanho de parcela e o tamanho de ensaio de uniformidade para estimar o tamanho de parcela a fim de avaliar a fitomassa fresca de plantas de alface e a massa de frutos de pimentão, de tomateiro, de feijão-vagem e de abobrinha italiana. Dados de produção de alface, de pimentão, de tomateiro, de feijão-vagem e de abobrinha italiana foram coletados em ensaios de uniformidade realizados no Departamento de Fitotecnia da Universidade Federal de Santa Maria. Dentro de cada linha de cultivo foram planejados diferentes tamanhos de ensaios de uniformidade. Para cada tamanho de ensaio de uniformidade planejado foram realizadas 3.000 reamostragens com reposição e estimados para cada amostra o coeficiente de autocorrelação espacial de primeira ordem (p), a variância (s2), a média (m) e o tamanho de parcela (Xo) pelo método da curvatura máxima do modelo do coeficiente de variação (CMCV). Posteriormente, também foram calculados os valores mínimo, percentil 2,5%, média, percentil 97,5% e máximo das estatísticas p, s2, m, e Xo. Ainda, para a estatística Xo, calculou-se a amplitude do intervalo de confiança de 95%. Finalmente, determinou-se o tamanho de ensaio de uniformidade, partindo-se do menor tamanho de ensaio planejado (três unidades básicas) e considerando como tamanho de ensaio de uniformidade o número de unidades básicas a partir do qual a amplitude do intervalo de confiança de 95% foi menor ou igual a duas unidades experimentais básicas. O tamanho do ensaio de uniformidade influencia a estimativa do tamanho de parcela para avaliar a fitomassa fresca de plantas de alface e a massa de frutos de pimentão, de tomateiro, de feijão-vagem e de abobrinha italiana. Ensaios de uniformidade com 27 unidades básicas (27 plantas) são suficientes para estimar o tamanho de parcela para avaliar a fitomassa fresca de plantas de alface com amplitude do intervalo de confiança de 95% menor ou igual a duas unidades experimentais básicas. Ensaios de uniformidade de pimentão com 29 unidades básicas (29 plantas) em estufa plástica, de tomateiro com 12 unidades básicas (12 plantas) em túnel plástico e de feijão-vagem com 21 unidades básicas (42 plantas) em túnel plástico, são suficientes para estimar o tamanho de parcela para avaliar a massa de frutos com amplitude do intervalo de confiança de 95% menor ou igual a duas unidades experimentais básicas. Ensaios de uniformidade de feijão-vagem com 18 unidades básicas (36 plantas) e de abobrinha italiana com dez unidades básicas (dez plantas) em estufa plástica são suficientes para estimar o tamanho de parcela para avaliar a massa de frutos com amplitude do intervalo de confiança de 95% menor ou igual a três unidades experimentais básicas. Recomenda-se o uso de parcelas com seis unidades experimentais básicas para avaliar a fitomassa fresca de plantas de alface e com sete, cinco, seis e oito unidades experimentais básicas, respectivamente, para avaliar a massa de frutos de pimentão, de tomateiro, de feijão-vagem e de abobrinha italiana.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The objective of this work was to characterize the potato genotypes for phosphorus efficiency evaluated in in vitro and in hydroponics growth systems. Experiments were conducted in in vitro with potato genotypes grown at two P levels, 5 and 50% concentration of MS medium, 1.935 mg P L-1 and 19.346 mg P L-1, respectively. The hydroponic experiment consisted of seven potato genotypes and two doses of P, 5 and 50% of the strength of the nutrient solution developed for soilless cultivation of potatoes (ANDRIOLO, 2006), called as a low (2.32 mg P L-1) and high (23.2 mg P L-1) levels of P. The plants were evaluated in in vitro at 40 days after inoculation and in hydroponic culture at 18, 39 and 62 days after planting. The direct and indirect effects of each variable on the efficiency of utilization of P in potato genotypes are dependent on the condition of cultivation (hydroponic or in vitro), the P concentration and the harvest time. Taken together the efficiency indexes of P utilization, it was possible to characterize that the potato genotypes responded differently to P deficiency in each growth system, with the exception of the SMIJ 319-1 genotype which in the two systems presented efficient in utilization and response to P. The in vitro culture system is not appropriate for the selection of potato genotypes with regard to determining the efficiency of utilization and response to P. / O objetivo deste trabalho foi caracterizar genótipos de batata quanto à eficiência nutricional para fósforo avaliada em sistemas de cultivo in vitro e em hidroponia. Para tanto, foram realizados experimentos in vitro com genótipos de batata crescidos em duas doses de P, 5 e 50% da concentração padrão do meio MS, as quais correspondem a 1,935 mg de P L-1 e 19,346 mg de P L-1, respectivamente. O experimento em hidroponia consistiu de sete genótipos de batata e duas doses de P, 5 e 50% da concentração padrão da solução nutritiva desenvolvida para o cultivo sem solo de batata (ANDRIOLO, 2006), chamados neste trabalho de baixo (2,32 mg P L-1) e alto (23,2 mg P L-1) níveis de P. As plantas in vitro foram avaliadas aos 40 dias após a inoculação e as em cultivo hidropônico aos 18, 39 e 62 dias após o plantio. Os efeitos diretos e indiretos de cada variável sobre a eficiência de utilização do P nos genótipos de batata são dependentes da condição de cultivo (in vitro ou hidropônico), da dose de P e da época de coleta. Pela união dos índices de eficiência de utilização ao P, foi possível caracterizar que os genótipos de batata responderam de modo diferenciado à deficiência de P em cada sistema de cultivo, com exceção do genótipo SMIJ 319-1 que nos dois sistemas se apresentou como eficiente na utilização e responsivo ao P. O sistema de cultivo in vitro não é adequado para a seleção de genótipos de batata quanto à eficiência de utilização e resposta ao P.

Potato average production in Brazil is well above the world s one, but in Rio Grande do Sul the opposite is true, as this state holds one of the country s smallest mean production. This fact is mainly due to the use of low quality tuber seed. The multiplication of virus-free propagation material, obtained by meristem culture, requires more efficient and economic technologies than the traditional soil-based ones. Various hydroponic systems have been proposed, but all of them stimulate excessive shoot growth. Increasing the salinity of the nutrient solution can reduce the vegetative growth of hydroponic crops, allowing at the same time the use of inferior quality water. The objective of this work was to determine the effect of the saline concentration of the nutrient solution on potato propagation. Two experiments were carried out, using plantlets and minitubers. In the first one, it was determined the effect of multiples of the nutrient solution concentration and in the second one, the effect of NaCl concentrations on plant growth, development and tuber yield. A standard nutrient solution prepared with, in mmol L-1, 13.0 NO3-; 1.5 H2PO4-; 1.5 SO4--; 4.0 Ca++; 6.5 K+ and 1.5 Mg++ was used in both experiments. In the first experiment, this solution was diluted until an electrical conductivity (EC) of 1.0 dS m-1 (T1, control) was reached and the treatments were four additional nutrient solution concentrations, calculated by coefficients of 2.0 (T2), 3.0 (T3), 4.0 (T4) and 5.0 (T5) from T1. Planting was made on March 24th, 2004. At 49 days after planting, mean mass of fresh tubers, shoot and tuber dry mass, tuber/shoot ratio and leaf area index differed from plantlets and minitubers. Plantlets and minitubers can be propagated in low nutrient solution concentrations of electrical conductivity values of 1.0 dS m-1. In the second experiment, the treatments were three salinity levels, reaching electrical conductivities of 2.2 dS m-1 (T1, control, standard nutrient solution without NaCl), 4.2 (T2), 6.2 (T3) and 8.2 dS m-1 (T4). Planting was done on September 24th, 2004, and harvest 62 days later. Tuber/shoot ratio was increased 3 to 4.3 times in plantlets and minitubers, respectively. At high NaCl concentrations plant development is delayed, shoot growth reduced and tuber growth and yield favoured. It was concluded that raising the saline concentration of the nutrient solution through multiple quantities of all the component salts does not increase tuber yield and has no effect on tuber/shoot ratio. By using NaCl, shoot growth is comparatively more reduced than that of minitubers, so it can be a management practice to reduce leaf expansion and nutrient solution use. / Apesar de o Brasil apresentar uma média de produção de batata acima da mundial, no Rio Grande do Sul o oposto se verifica, com uma das menores médias nacionais. Isto se deve principalmente ao uso de tubérculos-semente de baixa qualidade. A multiplicação de material propagativo livre de viroses, obtido por cultura de meristemas, exige tecnologias mais eficientes e econômicas que as tradicionais feitas no solo. Diversas opções de sistemas hidropônicos têm sido propostas, mas todas apresentam o problema de favorecer excessivamente o crescimento da parte aérea da planta. O aumento da salinidade da solução nutritiva pode restringir o crescimento vegetativo das culturas hidropônicas e ao mesmo tempo permitir a utilização de águas de inferior qualidade. O objetivo geral deste trabalho foi determinar o efeito da concentração salina da solução nutritiva na propagação da batata. Foram conduzidos dois experimentos, abrangendo plântulas e minitubérculos. No primeiro foi determinado o efeito de concentrações múltiplas da solução nutritiva e no segundo o efeito de concentrações de NaCl no crescimento, desenvolvimento e produtividade. Uma solução nutritiva padrão com, em mmol L-1, 13,0 NO3-; 1,5 H2PO4-; 1,5 SO4--; 4,0 Ca++; 6,5 K+ e 1,5 Mg++, foi empregada em ambos os experimentos. No primeiro experimento, esta solução foi diluída até chegar a uma condutividade elétrica (CE) de 1,0 dS m-1 (T1, testemunha) e quatro concentrações adicionais foram comparadas como tratamentos, calculadas por coeficientes de 2,0 (T2), 3,0 (T3), 4,0 (T4) e 5,0 (T5) a partir de T1. O plantio foi feito em 24 de março de 2004. Aos 49 dias após o plantio, a massa média dos tubérculos frescos, a massa seca da parte aérea e dos tubérculos, a relação tubérculos/parte aérea e o índice de área foliar diferiram quando oriundas de plântulas e de minitubérculos. Plântulas e minitubérculos podem ser propagados em concentrações baixas de solução nutritiva, com valores da ordem de 1,0 dS m-1. No segundo experimento, os tratamentos foram três níveis de salinidade, alcançando condutividades elétricas de 2.2 dS m-1 (T1, testemunha, solução nutritiva padrão sem NaCl), 4.2 (T2), 6.2 (T3) e 8.2 dS m-1 (T4). O plantio foi realizado em 24 de setembro de 2004 e a colheita aos 62 dias. A relação tubérculos/parte aérea aumentou 3 a 4,3 vezes nas plântulas e nos minitubérculos, respectivamente. A elevação da salinidade por NaCl provoca atraso no desenvolvimento da planta, reduz o crescimento da parte aérea e favorece o crescimento e a produtividade de tubérculos. Concluiu-se que aumentar a concentração salina da solução nutritiva através de quantidades múltiplas de todos os sais fertilizantes que entram na composição, não aumenta a produtividade e não altera a relação tubérculos/parte aérea. Através do uso de NaCl, o crescimento da parte aérea é reduzido com mais intensidade do que o dos minitubérculos, podendo ser uma prática de manejo para diminuir a expansão foliar e o consumo de solução nutritiva.

Les populations ouest européennes de Phytophthora infestans, l’oomycète responsable du mildiou chez la pomme de terre, sont caractérisées par une structure clonale et un remplacement rapide des lignées dominantes. Cette thèse visait à identifier les déterminants écologiques, phénotypiques et évolutifs du caractère invasif de ces lignées clonales. Pour cela, les dynamiques génotypiques et phénotypiques de populations ont été analysées sur deux échelles de temps, l’une sur près d’une décennie et l’autre via un suivi longitudinal sur deux épidémies consécutives. Ces suivis étaient complétés par l’étude des réponses adaptatives au sein de ces populations liées aux principaux traits d’histoire de vie du parasite. Ces résultats tendent à rejeter l’hypothèse, souvent avancée, que la capacité invasive est liée à une plus grande agressivité des nouvelles lignées par rapport aux anciennes. De plus, le suivi sur deux ans a révélé un scénario complexe, avec la présence de deux lignées clonales domalors que les isolats 6_A1 produisent un grand nombre de petits sporanges, ceux des 13_A2 sont moins nombreux mais de plus grande taille. La coexistence au sein d’une même population de ces stratégies pourrait être due au trade-off entre nombre et taille des sporanges que nous avons également mis en évidence. Enfin, différentes réponses à la température entre ces lignées clonales ont été observées, ainsi que des patrons d’adaptation locale au sein de populations géographiquement éloignées. Ces travaux soulignent que différents facteurs d'adaptation peuvent impacter les mêmes traits biologiqu / West European populations of Phytophthora infestans, the oomycete causing late blight in potato, are characterized by a clonal structure and rapid replacement of dominant lineages. This work thus aimed to identify the ecological, phenotypic and evolutionary determinants of the invasive character of these clonal lineages. To this end, the phenotypic and genotypic population dynamics were analysed over two time scales, one over nearly a decade and a shorter one consisting in a longitudinal tracking over two consecutive epidemics. This monitoring was supplemented by the analysis of adaptive responses within these populations with respect to the main life-history traits of the parasite. These results tend to reject the hypothesis, often advanced, that the invasive ability is linked to a higher aggressiveness of the new clonal lineages compared to the previous ones. Moreover, the short-term study revealed complex scenario, involving the presence of two main clonal lineages (6_A1 and 13_A2)while 6_A1 isolates produced many, small sporangia, those of 13_A2 isolates are fewer but bigger. The coexistence within a single population of these strategies could result from the trade-off between the spore size and spore number, that we also demonstrated. Finally, differential responses between clones to temperature were observed, as well as clear local adaptation patterns among geographically distant populations. This work highlight that different adaptive factors can impact the same biological traits of P. infestans and that it is crucial to think about the consequences of these concom