O aumento do potencial produtivo da cultura de arroz via melhoramento genético está principalmente relacionado ao rendimento, a qualidade de grãos e a obtenção de plantas resistentes a doenças e pragas. Neste caso, deve ser explorada a variabilidade genética natural ou induzida através de agentes mutagênicos físicos, químicos ou biológicos. A vantagem do uso de mutagênicos biológicos, como os transposons e os retrotransposons, é que ao serem inseridos podem interrompem um gene causando uma mutação. Esta retrotransposição deixa uma marca que possibilita a identificação molecular do local de inserção. No presente trabalho, foi utilizada a estratégia de mutagênese insercional através de eventos de transposição do retrotransposon Tos17, induzido por cultura in vitro. A análise de diferentes genótipos de arroz é muito importante para avaliar se a transposição ocorre de forma similar em genótipos distintos. Foram avaliados calos embriogênicos de cultivares que têm um histórico de variabilidade genética em homozigose, linhagens obtidas através de cruzamentos com espécies silvestres e ecótipos de arroz vermelho, submetidos a 6 meses de cultura in vitro. O método escolhido para avaliar o número de cópias de Tos17 em calos embriogênicos foi a quantificação relativa por PCR em tempo real. A identificação dos genes mutados pela inserção do retrotransposon foi feita através do isolamento e amplificação das seqüências que flanqueiam os insertos de Tos17. O resultado deste experimento indica um aumento no número de cópias de Tos17 em 8 dos 21 genótipos avaliados. O seqüenciamento dos fragmentos de DNA que flanqueiam os insertos do retrotransposon Tos17, indicaram alta similaridade com seqüências genômicas não codificantes de arroz. / The increase of the rice crop potential through genetic improvement is related mainly to the yield, grain quality, and plant disease and insect resistance. In this case, natural genetic variability should be exploited or induced through physical, chemical, or biological mutagens. The advantage of using biological mutagens, like transposons and retrotransposons, is that their insertion interrupts a gene causing a mutation. This retrotransposition provides a tag that enables the molecular identification of the insertion site. In the present work, it was used the strategy of insertional mutations through events of transposition of the retrotransposon Tos17. The analysis of different genotypes of rice is very important to evaluate whether the transposition occurs in a similar fashion among them. Cultivars that have a history of genetic variability in homozygosity, breeding lines derived from crossings with wild species, and ecotypes of red rice were evaluated. Embriogenic callus of all those genotypes were submitted to 6 months of tissue culture. The method chosen to evaluate the number of copies of Tos17 from embryogenic callus was the relative quantification by real time PCR. The identification of the mutated genes by the insertion of retrotransposon was performed by the isolation and amplification of flanking sequences of Tos17 insertions The results of this experiment indicate an increase in the number of copies of Tos17 in 8 out of 21 genotypes. Sequencing DNA fragments flanking the retrotransposon Tos17 insertions indicates high similarity with genomic no coding sequences of rice.

A aveia branca (Avena sativa L.) é uma alternativa para o cultivo no sul do Brasil durante o período de inverno. Sua produtividade pode ser limitada pela ocorrência epidêmica de algumas doenças. Dentre estas, pode-se destacar a ferrugem da folha (Puccinia coronata f.sp. avenae Led. & Fraser) como a mais importante e mais destrutiva moléstia. A forma mais efetiva para o controle da doença é a utilização de resistência genética, tanto raça específica como raça não específica. Muitos genes de resistência raça específica já foram descritos. Porém, apesar da eficácia, sua utilização constituiu-se em ciclos de sucesso e fracasso. Contudo, um gene de resistência, Pc68 mostrou-se promissor para utilização em cultivares de aveia branca no ambiente sul brasileiro. O objetivo deste trabalho foi verificar a herança desta resistência em 135 linhagens F5:7 oriundas do cruzamento UFRGS 8 x Pc68/5*Starter. A avaliação da resistência em plântula F5:6 foi realizada com base no tipo de infecção produzida quando inoculadas com a raça SQPT de P.c. f.sp. avenae. A proporção de R:S em plântulas foi de 62:64 adequando-se ao modelo de herança governado por um único gene. A avaliação da segregação da resistência em plantas adultas foi realizada no campo nas safras de 2004 e 2005 em Eldorado do Sul (RS). A distinção entre as classes resistente ou suscetível foi baseada na área sob a curva de progresso de doença (ASCPD) e ASCPD normalizada (ASCPD*). A população F5:6 avaliada sob condições de campo, no ano de 2004, apresentou uma proporção de aproximadamente 1R:1S, ajustando-se a um modelo de herança tipicamente monogênico. No entanto, no ano de 2005, houve superação da resistência conferida pelo gene Pc68 e a população F6:7 apresentou a proporção de 1R:3S quando avaliada a campo, mostrando que dois genes conferiam resistência à ferrugem da folha, sendo um deles o gene Pc68. / Oat (Avena sativa L.) is an alternative crop in South Brazil during the winter season. Its yield can be limited by the presence of some disease epidemics. Amongst these, it is of particular importance the crown rust, caused by Puccinia coronata f. sp. avenae Led & Fraser, for being the most destructive one. The most effective measure to control the disease is the use of genetic resistance, independently if race-specific or race-nonspecific. Many racespecific resistance genes have been reported. However, despite of their efficacy, these kind of resistance established cycles of boom and bust events. Nevertheless, the resistance gene Pc68 reveled to be promising for its use in cultivars in South America environment. The objective of this work was to study its inheritance in 135 F6:7 recombinant lines from the cross UFRGS 8 x Pc68/5*Starter. In order to evaluate the resistance in seedling it was used the criterion of infection type when inoculated with the pathogen race SQPT. The R:S ratio in seedlings was 62:64, adjusting it to the model of inheritance governed by only one gene. The segregation of the adult plant resistance was carried out during the 2004 and 2005 crop seasons in Eldorado do Sul (RS). Resistant and susceptible distinction was based on the frequency of distribution of the area under disease progress curve (AUDPC) e AUDPC normalized (AUDPC*). When the F5:6 population was evaluate under field condition during 2004 crop season, the segregation rate was approximately 1R:1S, which fits to monogenic inheritance pattern. However, in the 2005 crop season, the resistance conferred by the gene Pc68 was overcame. As a consequence the segregation rate in the F6:7 population was approximately 1R:3S, this segregation rate showed that the resistance fitted a model governed by two genes, being Pc68 was one them.

A ferrugem da folha é a principal moléstia da cultura da aveia branca. A resistência parcial é uma alternativa à resistência qualitativa, por ser potencialmente mais durável. Este trabalho teve como objetivos caracterizar o progresso da epidemia e a herança genética da resistência parcial à ferrugem da folha em genótipos brasileiros de aveia branca. Os estudos foram realizados em Eldorado do Sul, RS, nos anos de 2007 e 2008, em populações segregantes para esse caráter, derivadas do cruzamento entre linhagens parcialmente resistentes, desenvolvidas pelo Programa de Melhoramento Genético da UFRGS, e o cultivar suscetível, URS 22. Em 2007 foi avaliada a geração F2 de seis populações e, em 2008, a geração F2:3 de duas destas populações. Os resultados mostraram progresso lento da doença, com atraso no aumento da severidade da mesma, em genótipos com resistência parcial. O caráter possui herança genética quantitativa, com ação gênica aditiva, devendo estar sob o controle de um número de locos entre 3 e 9, havendo a presença de locos principais e modificadores. O número médio estimado do total de locos que governam o caráter é de 6,9, entre as seis populações, sendo que, destes 5,5 são locos de efeito principal e 1,4 de efeito modificador. Em uma das populações, com nível mais reduzido de resistência, foi verificada a superação da mesma, no período do estudo. Enquanto em outra, altamente resistente, a qual era controlada por seis locos principais e dois modificadores, mostrou evidências de superação da resistência em um loco principal, sem afetar o nível de resistência do seu genitor resistente. Embora níveis elevados da resistência tenham sido encontrados, em genitores e em genótipos segregantes, há indícios que a superação da resistência parcial em ambientes altamente favoráveis ao desenvolvimento da moléstia, como o Sul do Brasil, pode ocorrer rapidamente. A herdabilidade da característica foi média a elevada, indicando ser possível iniciar a seleção para resistência parcial à doença em gerações precoces e a seleção concomitante para outros caracteres de importância agronômica, uma vez que a resistência parcial não está fortemente associada a caracteres adaptativos, como estatura, ciclo e resistência à ferrugem do colmo. / Crow rust is the main and most destructive oat disease. Partial resistance to crown rust is a potentially more durable alternative to major gene resistance. This study aimed to determine the inheritance of partial resistance to crown rust in oat Brazilian genotypes and characterize the disease development progress on segregating populations. This study was conducted in Eldorado do Sul, Southern Brazil, on segregating populations, derived from the cross between partially resistant lines, developed by the UFRGS Oat Breeding Program, and the susceptible variety URS 22. Six F2 populations were evaluated in 2007 and two F2:3 populations were assessed in 2008. Partially resistant genotypes showed slow disease progress, as a result of the reduced rate of disease increase. Quantitative inheritance, due to additive gene action, was found to control partial resistance to crown rust on oats. A number between 3 to 9 loci seems to control this trait. On average, a total number of 6.9 loci explained the observed variation, corresponding 5.5 major loci and 1.4 modifier loci, on average. In one of the populations, one of the less resistant, the resistance was overcome during the duration of the study. While in another, with the highest level of partial resistance, which was probably controlled by 6 major and 2 minor loci, there indication of resistance breakdown in one of the major loci, without affecting the overall resistance level of the parental resistant genotype. Although high levels of resistance have been found in both parental and in segregating genotypes, there is evidence that the partial resistance overcoming may occur faster in environments highly favorable to the disease development, as Southern Brazil. Medium to high heritability estimates were found in partial resistance to oat crown rust, indicating that the selection to this trait can start as early as the F2 and F3 generations. Also, concomitant selection to other agronomic traits seems appropriate, since there was no strong association between partial resistance to oat crown rust and plant height, cycle and resistance to stem rust.

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

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

A toxicidade do alumínio é um fator limitante para a obtenção de maior produtividade na cultura da aveia (Avena sativa L.). O desenvolvimento de genótipos tolerantes a altos níveis de toxidez ao alumínio é uma alternativa mais barata e viável para o cultivo em solos com subsolo ácidos. Os objetivos deste estudo foram avaliar genótipos de aveia quanto à reação ao alumínio tóxico em três soluções nutritivas, bem como, determinar a ação gênica, o número de genes, a herdabilidade do caráter e identificar marcadores moleculares associados a tolerância ao alumínio tóxico em genótipos de aveia. Oito genótipos foram avaliados em soluções nutritivas quanto à tolerância ao alumínio tóxico. A utilização de solução nutritiva foi eficiente para a discriminação dos genótipos de aveia quanto à tolerância ao alumínio. Os genótipos apresentaram variabilidade, sendo classificados como tolerantes, intermediários e sensíveis. A ação gênica aditiva foi a de maior importância, tanto na análise de média de gerações de oito cruzamentos, quanto na análise de um dialélico parcial envolvendo quatro genótipos. Em oito cruzamentos para determinação do número de genes envolvidos no caráter, através da análise do recrescimento da raiz principal de plantas em solução nutritiva, a segregação foi de apenas um gene com alelos múltiplos, sendo dois para tolerância (A1 e A2) e um para sensibilidade (a). A herdabilidade da característica foi alta, evidenciando que este caráter pode ser selecionado em programas de melhoramento, nas gerações iniciais. Na análise por microssatélites e AFLP, considerando as condições avaliadas, não foram identificados marcadores moleculares associados ao caráter.

Vinte e um isolados de Xanthomonas campestris pv. citri (Xcc), provenientes de cinco municípios do RS, foram cultivados em meio de cultura CYE (casitone, 1; extrato de levedura, 0,35; glicerol, 2; ágar, 15 g/1), com zero, 16, 32, 40, 48 , 64 , 80 , 96 , 112 e 128x10-2 nM de CuS04. A concentração mínima inibitória (CMI) de CuS04 foi de 40x10-2 nM para todos os isolados. O clone pCuR2.A de X. campestris pv. vesicatoria, associado com resistência ao cobre, foi utilizado como sonda para detecção de homologia com o ADN total de Xcc. Não houve hibridização com o ADN total de nenhum dos 21 isolados. Quando o ADN plasmidial de 16 isolados foi digerido com as enzimas de restrição HindIII e BamHI, fragmentos, variando de 9 a 10 kb e 4 a 5 kb, respectivamente, foram detectados com maior frequência. Os plasmídeos apresentaram grande polimorfismo, porém a análise de grupos hierárquicos indicou a formação de pelo menos três grupos distintos. O uso de perfis de restrição para identificação de Xcc dependerá da escolha de perfis realmente representativos de cada grupo para viabilizar comparações. A relação entre a virulência de Xcc com o perfil de restrição plasmidial não foi confirmada. / Twenty one isolates of Xanthomonas campestris pv. citri (Xcc ), from five counties of RS, were grown on CYE (casitone, 1; yeast extract, 0. 35; glycerol, 2; agar 15 g per liter ) culture amended with zero, 16, 32, 40, 48, 64, 80, 96, 112 and 128x10-2 mM CuS04. The CuS04 minimum inhibitory concentration (CMI) was 40x10-2 mM to all isolates . The pCuR2.A clone of X. campestris pv. vesicatoria, associated with copper resistance, was used as a probe to detect homology with total DNA of Xcc. No hibridization with DNA of the 21 isolates was found. When hybridization with total DNA of 16 isolates was digested with Hind III and Bam HI restriction enzymes, fragments, ranging from 9 to 10 kb and 4 to 5 kb, respectively, were detected more frequently. There was great polymorphism among plasmids, and the a nalysis of hierarquical groups showed at least three distinct groups. The use of DNA restriction profile to ide ntify Xcc depends on a representative profile of each group to allow comparinsons. The relationship betweem virulence of Xcc and the plasmid DNA restriction profile was not confirmed.

Vinte e um isolados de Xanthomonas campestris pv. citri (Xcc), provenientes de cinco municípios do RS, foram cultivados em meio de cultura CYE (casitone, 1; extrato de levedura, 0,35; glicerol, 2; ágar, 15 g/1), com zero, 16, 32, 40, 48 , 64 , 80 , 96 , 112 e 128x10-2 nM de CuS04. A concentração mínima inibitória (CMI) de CuS04 foi de 40x10-2 nM para todos os isolados. O clone pCuR2.A de X. campestris pv. vesicatoria, associado com resistência ao cobre, foi utilizado como sonda para detecção de homologia com o ADN total de Xcc. Não houve hibridização com o ADN total de nenhum dos 21 isolados. Quando o ADN plasmidial de 16 isolados foi digerido com as enzimas de restrição HindIII e BamHI, fragmentos, variando de 9 a 10 kb e 4 a 5 kb, respectivamente, foram detectados com maior frequência. Os plasmídeos apresentaram grande polimorfismo, porém a análise de grupos hierárquicos indicou a formação de pelo menos três grupos distintos. O uso de perfis de restrição para identificação de Xcc dependerá da escolha de perfis realmente representativos de cada grupo para viabilizar comparações. A relação entre a virulência de Xcc com o perfil de restrição plasmidial não foi confirmada. / Twenty one isolates of Xanthomonas campestris pv. citri (Xcc ), from five counties of RS, were grown on CYE (casitone, 1; yeast extract, 0. 35; glycerol, 2; agar 15 g per liter ) culture amended with zero, 16, 32, 40, 48, 64, 80, 96, 112 and 128x10-2 mM CuS04. The CuS04 minimum inhibitory concentration (CMI) was 40x10-2 mM to all isolates . The pCuR2.A clone of X. campestris pv. vesicatoria, associated with copper resistance, was used as a probe to detect homology with total DNA of Xcc. No hibridization with DNA of the 21 isolates was found. When hybridization with total DNA of 16 isolates was digested with Hind III and Bam HI restriction enzymes, fragments, ranging from 9 to 10 kb and 4 to 5 kb, respectively, were detected more frequently. There was great polymorphism among plasmids, and the a nalysis of hierarquical groups showed at least three distinct groups. The use of DNA restriction profile to ide ntify Xcc depends on a representative profile of each group to allow comparinsons. The relationship betweem virulence of Xcc and the plasmid DNA restriction profile was not confirmed.

Vinte e um isolados de Xanthomonas campestris pv. citri (Xcc), provenientes de cinco municípios do RS, foram cultivados em meio de cultura CYE (casitone, 1; extrato de levedura, 0,35; glicerol, 2; ágar, 15 g/1), com zero, 16, 32, 40, 48 , 64 , 80 , 96 , 112 e 128x10-2 nM de CuS04. A concentração mínima inibitória (CMI) de CuS04 foi de 40x10-2 nM para todos os isolados. O clone pCuR2.A de X. campestris pv. vesicatoria, associado com resistência ao cobre, foi utilizado como sonda para detecção de homologia com o ADN total de Xcc. Não houve hibridização com o ADN total de nenhum dos 21 isolados. Quando o ADN plasmidial de 16 isolados foi digerido com as enzimas de restrição HindIII e BamHI, fragmentos, variando de 9 a 10 kb e 4 a 5 kb, respectivamente, foram detectados com maior frequência. Os plasmídeos apresentaram grande polimorfismo, porém a análise de grupos hierárquicos indicou a formação de pelo menos três grupos distintos. O uso de perfis de restrição para identificação de Xcc dependerá da escolha de perfis realmente representativos de cada grupo para viabilizar comparações. A relação entre a virulência de Xcc com o perfil de restrição plasmidial não foi confirmada. / Twenty one isolates of Xanthomonas campestris pv. citri (Xcc ), from five counties of RS, were grown on CYE (casitone, 1; yeast extract, 0. 35; glycerol, 2; agar 15 g per liter ) culture amended with zero, 16, 32, 40, 48, 64, 80, 96, 112 and 128x10-2 mM CuS04. The CuS04 minimum inhibitory concentration (CMI) was 40x10-2 mM to all isolates . The pCuR2.A clone of X. campestris pv. vesicatoria, associated with copper resistance, was used as a probe to detect homology with total DNA of Xcc. No hibridization with DNA of the 21 isolates was found. When hybridization with total DNA of 16 isolates was digested with Hind III and Bam HI restriction enzymes, fragments, ranging from 9 to 10 kb and 4 to 5 kb, respectively, were detected more frequently. There was great polymorphism among plasmids, and the a nalysis of hierarquical groups showed at least three distinct groups. The use of DNA restriction profile to ide ntify Xcc depends on a representative profile of each group to allow comparinsons. The relationship betweem virulence of Xcc and the plasmid DNA restriction profile was not confirmed.

A introdução de culturas de sequeiro em solos de várzea é importante para o desenvolvimento da região sul do Brasil, uma vez que estas áreas estão sub aproveitadas com a cultura de arroz irrigado e a pecuária extensiva. O milho é uma alternativa para o melhor aproveitamento destas terras, logo o desenvolvimento de genótipos tolerantes ao encharcamento do solo é fundamental para viabilizar esta exploração. Neste sentido, os objetivos deste trabalho foram estudar a genética da tolerância ao encharcamento e identificar marcadores de DNA associados a esse caráter. O trabalho foi conduzido em casa de vegetação, sendo analisados genitores, híbridos F1 e populações segregantes provenientes de cruzamentos entre linhagens tolerantes e sensíveis ao encharcamento do solo. A análise molecular, através de marcadores de microssatélites, foi realizada com uma população F3, resultante do cruzamento entre os genótipos mais contrastantes para a tolerância ao encharcamento. A seleção dos marcadores obedeceu ao critério de amostrar todos os cromossomos, com preferência aos que estivessem ligados a genes pertencentes a rotas metabólicas envolvidas com a glicólise e a fermentação. Os genitores demonstraram a existência de variabilidade genética para os caracteres matéria seca de parte aérea (MSP) e matéria seca de raiz (MSR), sendo que os coeficientes de herdabilidades estimados foram elevados. Ambos os caracteres revelaram complexidade quanto ao número de genes envolvidos, onde a análise de QTL indicou a presença de pelo menos três locos envolvidos na manifestação da tolerância ao encharcamento. A ação gênica predominante foi a de dominância e o efeito materno foi pronunciado. Três marcadores explicaram conjuntamente 33,3% da variação para MSP e 19,9% para MSR, podendo ser úteis na seleção assistida para a tolerância ao encharcamento na fase de planta jovem em milho De maneira geral, a seleção fenotípica para MSP e MSR poderá ser uma alternativa eficiente na seleção de genótipos de milho com tolerância ao encharcamento do solo.