Genome-wide association analysis and differential expression analysis of resistance to Sclerotinia stem rot in Brassica napus

Brassica napus is one of the most important oil crops in the world, and stem rot caused by the fungus Sclerotinia sclerotiorum results in major losses in yield and quality. To elucidate resistance genes and pathogenesis-related genes, genome-wide association analysis of 347 accessions was performed using the Illumina 60K Brassica SNP (single nucleotide polymorphism) array. In addition, the detached stem inoculation assay was used to select five highly resistant (R) and susceptible (S) B. napus lines, 48 h postinoculation with S. sclerotiorum for transcriptome sequencing. We identified 17 significant associations for stem resistance on chromosomes A8 and C6, five of which were on A8 and 12 on C6. The SNPs identified on A8 were located in a 409-kb haplotype block, and those on C6 were consistent with previous QTL mapping efforts. Transcriptome analysis suggested that S. sclerotiorum infection activates the immune system, sulphur metabolism, especially glutathione (GSH) and glucosinolates in both R and S genotypes. Genes found to be specific to the R genotype related to the jasmonic acid pathway, lignin biosynthesis, defence response, signal transduction and encoding transcription factors. Twenty-four genes were identified in both the SNP-trait association and transcriptome sequencing analyses, including a tau class glutathione S-transferase (GSTU) gene cluster. This study provides useful insight into the molecular mechanisms underlying the plant's response to S. sclerotiorum.

Identification of Sclerotinia species

A variety of morphological and molecular characters were compared for their ability to separate the three plant pathogenic species that comprise the genus Sclerotinia: Sclerotinia sclerotiorum, Sclerotinia minor and Sclerotinia trifoliorum. Restriction fragment length polymorphism ( RFLP) probes generated from cloned genomic DNA fragments of S. sclerotiorum were used for accurate species designation and to compare against other markers, before further use in population genetics and breeding studies. Other characters used for comparison included host species, sclerotial diameters, ascospore morphism and breeding type. Several RFLP probes, either singly or in combination, enabled clear separation of the Sclerotinia species. Sclerotial diameters remain a good criterion for separating S. minor from S. sclerotiorum and S. trifoliorum, but the host species criterion was inadequate for accurately differentiating the 3 species of Sclerotinia.

Homothallism in Sclerotinia minor

Sclerotinia species are sexually reproducing ascomycetes. In the past S. minor and S. sclerotiorum, have been assumed to be homothallic because of the self-fertility of colonies derived from single ascospores. S. trifoliorum has previously been shown to be bipolar heterothallic due to the presence of four self-fertile and four self-sterile ascospores within a single ascus [Uhm, J.Y., Fujii, H., 1983a. Ascospore dimorphism in Sclerotinia trifoliorum and cultural characters of strains from different-sized spores. Phytopathology 73: 565-569]. However, isolates of S. minor and S. sclerotiorum were proven to be homothallic ascomycetes, by self-fertility of all eight ascospores within an ascus. Apothecia were raised from all eight ascospores of a single tetrad from four isolates of S. minor and from an isolate of S. sclerotiorum, indicating that inbreeding may be the predominant breeding mechanism of S. minor. Ascospores from asci of S. minor and S. sclerotiorum were predominantly monomorphic, but rare examples of ascospore dimorphism similar to S. trifoliorum were found. (c) 2006 The British Mycological Society. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

虎杖对植物病原真菌的杀菌活性及有效成分研究

植物源杀菌剂的开发应用以及从植物中寻找杀菌活性物质作为先导化合物，是目前杀菌研究领域的热点之一。本文以蓼科植物虎杖（Polygonum cuspidatum Sieb.et Zucc.) 为材料，研究了虎杖提取物的杀菌活性和作用机理，确定了虎杖中的有效杀菌活性成分，并以此为先导化合物进行了衍生物合成与结构活性关系的研究。 不同溶剂提取物制备与杀菌活性测定结果表明，乙醇适合作为虎杖植物杀菌剂的提取溶剂，提取率高，对多种植物病原真菌具有广谱的杀菌和抑菌活性，除对黄瓜白粉病（Sphaerotheca fuliginea）表现出很好的防治效果外，对苹果腐烂病菌（Valsa mali）、玉米小斑病菌（Helminthosporium maydis）、葡萄炭疽病菌（Colletotrichum gloeosporioides）、小麦赤霉病菌（Fusarium graminearum）、油菜菌核病菌（Sclerotinia sclerotiorum）、水稻纹枯病菌（Rhizoconia solani）等也具有很好的抑制作用。虎杖回流提取物对黄瓜白粉病的杀菌作用以保护作用为主，兼具一定的治疗作用，并且具有一定的内吸活性，持效期约为4-7 d。温室试验结果表明，虎杖乙醇回流提取物10%可溶性液剂对黄瓜白粉病的EC90值为172.83 mg/L，田间小区试验表明该制剂在800-1600 mg/L的浓度下，对黄瓜白粉病的防效达到76.3-93.4%，具有较好的应用前景。 对苹果腐烂病菌的抑菌作用机理表明，虎杖乙醇提取物对该病原菌有明显的抑制作用，能够抑制蛋白质、葡萄糖等菌体细胞内物质的合成，从而使病菌代谢速度减慢，抑制其生长。虎杖提取物还能够使几丁质酶和β-1,3葡聚糖酶这两种细胞壁相关水解酶的活性升高，降解细胞壁而破坏菌体结构，使菌体自溶。 过测定虎杖乙醇回流提取物对黄瓜体内等一些防御酶和病程相关蛋白活性的影响，表明在40 mg/L和400 mg/L浓度下，虎杖乙醇提取物能够使黄瓜叶片内的过氧化物酶（POD）、多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、几丁质酶等不同程度的升高，从而在一定程度上提高植物对病原真菌的抗病能力。 通过生物活性跟踪测定以及pH梯度提取法确定了虎杖中的主要杀菌活性成分为蒽醌类化合物大黄素（emodin）和大黄素甲醚（physcion），结构通过了HPLC-MS和1H NMR确认，并且通过HPLC确定了虎杖乙醇回流提取物中二者的含量分别为3.28%和1.11%。 以虎杖中的有效成份之一的大黄素为原料，通过羟基的甲基化反应合成了包括已知物大黄素甲醚在内的11个大黄素衍生物，其中5个化合物为首次报道，并进行了初步结构活性关系研究。结果表明通过对大黄素3-OH位置以短直链烷基取代，其衍生物对黄瓜白粉病的活性大大提高，其中以甲基取代的衍生物大黄素甲醚的活性为母体大黄素的16.7倍，而以取代苄基修饰的衍生物的活性没有明显提高。一些目标化合物的活性明显优于三唑酮。研究中还意外发现大黄素的甲基化衍生物三甲氧基大黄素在4000 mg/L时能够明显抑制甜菜夜蛾幼虫的取食与生长发育，而大黄素和大黄素甲醚则无此作用。

Desenvolvimento de método e indicadores de avaliação do impacto ambiental das práticas de manejo em sistemas de produção intensivos.

No município de Guaíra, SP identificou-se a necessidade de realizar uma pesquisa interdisciplinar para avaliar o efeito das práticas de manejo em sistemas de produção. Dessa forma, em áreas irrigadas de agricultores desse município e do município de Suzano, SP, foi realizado um estudo metodológico, comparando-se dois tratamentos: um sistema de manejo alternativo (SA) e outro convencional(SC), utilizado pelo produtor, em sistema de preparo convencional do solo (PC) ou em sistema de plantio direto (PD), tendo a mata nativa(M) como um sistema referência auto-sustentável. Para avaliação, foram selecionados diversos parâmetros: físicos e químicos (compactação do solo, velocidade de infiltração básica da água, agregação de partículas do solo, pH, V%, CTC e teor de matéria orgânica), biológicos/bioquímicos (incidência de patógenos e pragas, grupos de microrganismos, atividade enzimática da desidrogenase, polissacarídeos e biomassa microbiana e de produtividade). Após três anos de aplicação dessa metodologia em Guaíra, os resultados mostraram que o PD reduziu em 50% a incidência de patógenos produtores de escleródios (Sclerotium rolfsii e Sclerotinia sclerotiorum). Também, melhoria das propriedades físicas e químicas do solo, verificadas pela maior quantidade de matéria orgânica incorporada, maior atividade microbiana e agregação de partículas do solo avaliadas pela quantificação de polissacarídeos, desidrogenase e biomassa em C e, por conseguinte, menor incidência dos patógenos. A análise dos custos de produção realizado de 1994- 97, ainda apresentaram vantagens do SC em relação ao SA em Guaíra, diferentemente de Suzano, que, após 6 anos, já mantém um sistema de produção equilibrado. No controle biológico, a bactéria Bacillus subtilis proporcionou uma redução de 50% de Fusarium solani, agente da podridão radicular do feijoeiro, um aumento de emergência de 20% em relação ao controle químico.

Patologia e tratamento de sementes: noções gerais.

A importância da patologia de sementes reside no fato de que aproximadamente 90% das culturas utilizadas para a alimentação são propagadas por semente. Dentre essas, nove são consideradas de importância primordial: soja, trigo, arroz, milho, feijão, amendoim, sorgo, cevada e beterraba açucareira.Todas essas culturas podem ser afetadas por patógenos muito agressivos transmitidos através da semente. Assim, o teste de sanidade de semente pode ser considerado como "medicina preventiva", tanto nos programas de quarentena quanto no sistema de produção de semente certificada. Nesta publicação, em sua primeira parte, são abordados os principais aspectos da patologia de sementes, como os seus históricos no mundo e no Brasil, os diferentes métodos utilizados e os fatores que podem causar variação nos resultados dos testes. Em sua segunda parte, são discutidos, em detalhe, os principais patógenos causadores de doenças na cultura da soja que são transmitidos pela semente. Dentre esses, destacam-se, Phomopsis sp. e Fusarium semitectum, causadores de problemas de germinação no laboratório quando ocorrem chuvas durante as fases de maturação e colheita da semente (podridão de semente); Diaporthe phaseolorum f.sp. meridionalis (Phomopsis meridionalis) (cancro da haste); Colletotrichum truncatum (antracnose); Cercospora kikuchii (mancha púrpura); Cercospora sojina (mancha olho-de-rã); Sclerotinia sclerotiorum (podridão branca); Sclerotium rolfsii (tombamento e morte de plantas); Macrophomina phaseolina (podridão de carvão); Rhizoctonia solani (tombamento) e Aspergillus spp. (A. flavus) que, além de ser considerado fungo de armazenagem, é responsável pela podridão da semente no solo, quando a semeadura é feita em solos com baixa disponibilidade de água, sem o tratamento da semente com fungicida. Finalmente é discutida a importância do tratamento de semente de soja com fungicidas, cuja tecnologia, desde a safra 2001/02, vem sendo utilizada em mais de 93% da área semeada com soja no Brasil.

Manual de identificação de doenças de soja.

Doenças causadas por fungos: Antracnose (Colletotrichum truncatum), Cancro da haste (Diaporthe phaseolorum var. meridionalis e D. phaseolorum var. caulivora), Crestamento foliar de cercóspora e mancha púrpura (Cercospora kikuchii), Ferrugem (Phakopsora pachyrhizi e P. meibomiae), Mancha alvo e podridão radicular de corinéspora (Corynespora cassiicola), Mancha foliar de ascoquita (Ascochyta sojae), Mancha foliar de mirotécio (Myrothecium roridum), Mancha olho-de-rã (Cercospora sojina), Mancha parda (Septoria glycines), Mela ou requeima (Rhizoctonia solani AG1), Míldio (Peronospora manshurica), Tombamento e morte em reboleira de rizoctonia (Rhizoctonia solani), Tombamento e murcha de esclerócio (Sclerotium rolfsii), Oídio (Erysiphe diffusa), Podridão branca da haste (Sclerotinia sclerotiorum), Podridão de carvão da raiz (Macrophomina phaseolina), Podridão parda da haste (Cadophora gregata), Podridão radicular de roselínia (Rosellinia necatrix), Seca da haste e da vagem (Phomopsis spp.), Podridão radicular de fitóftora (Phytophthora sojae), Podridão vermelha da raiz (Fusarium spp.). Doenças causadas por bactérias: Crestamento bacteriano (Pseudomonas savastanoi pv. glycinea), Fogo Selvagem (Pseudomonas syringae pv. tabaci), Pústula bacteriana (Xanthomonas axonopodis pv. glycines). Doenças causadas por vírus: Mosaico cálico (Alfalfa Mosaic Virus - AMV), Mosqueado do feijão (Bean Pod Mottle Virus - BPMV), Mosaico comum da soja (Soybean Mosaic Virus - SMV), Necrose da haste (Cowpea Mild Mottle Virus - CPMMV), Queima do broto (Tobacco Streak Virus - TSV). Doenças causadas por nematóides: Nematóide de cisto (Heterodera glycines), Nematóides de galhas (Meloidogyne incognita e M. javanica), Nematóide das lesões (Pratylenchus spp.), Nematóide reniforme (Rotylenchulus reniformis). Estádios de desenvolvimento da soja.

Importancia da analise sanitaria de sementes para o manejo da esclerotinia no cerrado.

2001

Doenças de soja: diagnose, epidemiologia e controle.

Página modelo; Simbologia empregada; Doenças causadas por fungos; Míldio da soja (Peronospora manshurica); Oídio da soja (Microsphaera diffusa); Ferrugem asiática (Phakopsora pachyrhizi); Mancha parda da folha (Septoria glycines); Mancha alvo (Corynespora cassiicola); Mancha olho-de-rã (Cercospora sojina); Mancha púrpura (Cercospora kikuchi); Seca da haste e da vagem (Phomopsis spp.); Antracnose (Colletotrichum truncatum); Cancro da haste (Phomopsis phaseoli f. sp. meridionalis); Podridão parda da haste (Phialophora gregata); Podridão vermelha da raiz (Fusarium solani); Mofo branco da haste (Sclerotinia sclerotiorum); Murcha de esclerotium (Sclerotium rolfsii); Podridão da raiz e da haste (Phytophthora megasperma f. sp. glycinea); Mela da folha (Rhizoctonia solani); Tombamento (Rhizoctonia solani); Morte em reboleira (Rhizoctonia solani); Roseliniose (Dematophora necatrix); Podridão negra da raiz (Macrophomina phaseolina); Doenças causadas por nematóides; Nematóide de cisto (Heterodera glycines); Nematóide de galha (Meloidogyne incognita); Doenças causadas por vírus; Mosaico comum da soja; Queima do broto; Doenças causadas por bactérias; Pústula bacteriana (Xanthomonas axonopodis pv. glycines); Fogo selvagem (Pseudomonas syringae pv. tabaci); Crestamento bacteriano (Pseudomonas savastonoi pv. glycinea); Microorganismos que frequentemente causam a morte das sementes a campo; Aspergillus spp.; Penicillium spp.; Bacillus subtilis; Créditos fotográficos; Estádios vegetativos da planta de soja; Estádios reprodutivos da planta de soja.

Doenças de soja: diagnose, epidemiologia e controle.

Mildio da soja (Peronospera manshurica); Oidio da soja (Microsphaera diffusa); Mancha parda da folha (Septoria glycines); Mancha alvo (Corynespora cassiicola); Mancha de alternaria (Alternaria spp.); Mancha olho-de-rã (Cercospora sojina); Mancha purpura (Cercospora kikuchii); Seca da haste e da vagem (Phomopsis spp.); Antracnose (Colletotrichum truncatum); Cancro da haste (Phomopsis phaseoli f. sp. meridionalis); Podridão parda da haste (Phialophora gregata); Podridão vermelha da raiz (Fusarium solani); Mofo branco da haste (Sclerotinia sclerotiorum); Murcha de esclerotium (Sclerotium rolfsii); Podridão da raiz e da haste (Phytophthora megasperma f. sp. glycinea); Mela da folha (Rhizoctonia solani); Tombamento (Rhizoctonia solani); Morte em reboleira (Rhizoctonia solani); Roseliniose (Dematophora necatrix); Podridão negra da raiz (Macrophomina phaseolina); Nematoide de cisto (Heterodera glycines); Nematoide de galha (Meloidogyne incognita); Mosaico comum da soja; Queima do broto; Pustula bacteriana (Xanthomonas campestris pv. glycines); Fogo selvagem (Pseudomonas syringae pv. tabaci); Crestamento bacteriano (Pseudomonas syringae pv. glycinea); Aspergillus spp.; Penicillium spp.; Bacillus subtilis; Créditos fotográficos; Estádios vegetativos da planta de soja; Estádios produtivos da planta de soja.

Anais...

FERTILIDADE E ADUBAÇÃO: Ação do lodo de esgoto e do nitrogênio no rendimento e teor de óleo do girassol; Produtividade do girassol em resposta à aplicação de boro foliar, calcário e gesso; Produção de girassol em resposta à utilização de boro e a adubação nitrogenada de cobertura fisiologia vegetal; Qualidade fisiológica de aquênios das cultivares de girassol Helio 250, Helio 251 e Tera 866 HO; Matéria seca e área foliar de girassol em diferentes arranjos espaciais de plantas; Crescimento do girassol no sistema integração lavoura-pecuária; Avaliação do girassol consorciado com forrageiras no sistema ILP; Taxa de crescimento da cultura do girassol em sistema plantio direto; Parâmetros fisiológicos e de crescimento em cultivares de girassol submetidas ao estresse hídrico em condições controladas; Elementos inorgânicos em sementes de girassol; Exploração dos teores dos compostos fenólicos e outros nutrientes em diferentes genótipos de girassol (Helianthus annuus L.). FITOSSANIDADE: Supressão do crescimento de plantas voluntárias de soja na cultura do girassol; Inibição temporária do crescimento de plantas voluntárias de soja na cultura do girassol;Avaliação da eficácia agronômica do produto sphere max no controle da mancha de Alternaria (Alternaria helianthi) na cultura do girassol (Helianthus annus L.) em Paulínia/SP; Reação de genótipos de girassol à mancha de alternaria (Alternariaster helianthi) em condições de campo, nas safras 2013/2014 e 2014/2015; Reação de genótipos de girassol à podridão branca (Sclerotinia sclerotiorum) em condições de campo, na safrinha 2014; Severidade de mancha de alternaria em genótipos de girassol no Cerrado do Distrito Federal. MANEJO CULTURAL: Características agronômicas de genótipos de girassol. Emergência, floração e maturação de genótipos de girassol; Altura e características de produção de genótipos de girassol; Curvatura e diâmetro de caule de genótipos de girassol; Influência da densidade de semeadura nas características agronômicas de cultivares de Girassol; Produtividade de girassol safrinha e matéria seca DE Urochloa ruziziensis em sucessão a soja no sistema integração lavoura-pecuária; Características biométricas e produção de matéria seca de girassol safrinha em sistema de integração lavoura-pecuária. MELHORAMENTO GENÉTICO: avaliação do teor e produtividade de óleo em genótipos de girassol; Desempenho agronômico de genótipos de girassol na safra 2013/2014 em Guarapuava-PR; Rendimento de grãos e componentes primários de rendimento de híbridos de girassol em Campo Novo de Parecis, na segunda safra do verão de 2015; Avaliação de genótipos de girassol (Helianthus annuus L.) em Campo Novo do Parecis ? MT; Comportamento de genótipos de girassol no norte de Minas Gerais; Desempenho de genótipos de girassol no Cerrado do leste maranhense, ano agrícola 2013/2014; Desempenho morfoagronômico de genótipos de girassol cultivados na Chapada do Araripe, Pernambuco; Competição de genótipos de girassol em Três de Maio, RS, safra 2014; Caracteres agronômicos de híbridos de girassol em Campo Novo do Parecis, na segunda safra de verão de 2015; Avaliação de genótipos de girassol em ambiente de sequeiro e irrigado no Distrito Federal; Caracterização morfoagronômica e avaliação de parâmetros genéticos de girassol em três núcleos rurais do Distrito Federal; Comportamento temporal de genótipos de girassol no Cerrado do Distrito Federal em safrinha de 2014 e 2015; Efeito temporal sobre características morfoagronômicas de genótipos de girassol no Cerrado do Distrito Federal em safrinha de 2013 e 2014; Estimativa de parâmetros genéticos, correlações fenotípicas e ambientais no girassol do Cerrado do Distrito Federal; Qualidade de sementes de girassol na safrinha do distrito federal; Avaliação de genótipos de girassol em Mato Grosso, na safrinha de 2014. SÓCIO-ECONOMIA: Gestão da cadeia de suprimentos do girassol de Campo Novo do Parecis, Mato Grosso ? 2014; Avaliação do ciclo de vida do sistema de produção soja-girassol no Cerrado brasileiro.

Evolution of soybean diseases in Argentina : past and present : contributions of FAUBA to the integrated management of plant diseases

p.37-52

Evolution of soybean diseases in Argentina : past and present : contributions of FAUBA to the integrated management of plant diseases

p.37-52

Phenotypical characterization in "Plasmopara halstedii" (sunflower downy mildew) isolates of several races

Phenotypic variation (morphological and pathogenic characters), and genetic variability were studied in 50 isolates of seven Plasmopara halstedii (sunflower downy mildew) races 100, 300, 304, 314, 710, 704 and 714. There were significant morphological, aggressiveness, and genetic differences for pathogen isolates. However, there was no relationship between morphology of zoosporangia and sporangiophores and pathogenic and genetic characteristics for the races used in our study. Also, our results provided evidence that no relation between pathogenic traits and multilocus haplotypes may be established in P. halstedii. The hypothesis explaining the absence of relationships among phenotypic and genetic characteristics is discussed.

The pgip family in soybean and three other legume species: evidence for a birth-and-death model of evolution

Background Polygalacturonase-inhibiting proteins (PGIPs) are leucine-rich repeat (LRR) plant cell wall glycoproteins involved in plant immunity. They are typically encoded by gene families with a small number of gene copies whose evolutionary origin has been poorly investigated. Here we report the complete characterization of the full complement of the pgip family in soybean (Glycine max [L.] Merr.) and the characterization of the genomic region surrounding the pgip family in four legume species. Results BAC clone and genome sequence analyses showed that the soybean genome contains two pgip loci. Each locus is composed of three clustered genes that are induced following infection with the fungal pathogen Sclerotinia sclerotiorum (Lib.) de Bary, and remnant sequences of pgip genes. The analyzed homeologous soybean genomic regions (about 126 Kb) that include the pgip loci are strongly conserved and this conservation extends also to the genomes of the legume species Phaseolus vulgaris L., Medicago truncatula Gaertn. and Cicer arietinum L., each containing a single pgip locus. Maximum likelihood-based gene trees suggest that the genes within the pgip clusters have independently undergone tandem duplication in each species. Conclusions The paleopolyploid soybean genome contains two pgip loci comprised in large and highly conserved duplicated regions, which are also conserved in bean, M. truncatula and C. arietinum. The genomic features of these legume pgip families suggest that the forces driving the evolution of pgip genes follow the birth-and-death model, similar to that proposed for the evolution of resistance (R) genes of NBS-LRR-type.