Utilização de análise de segregantes agrupados na identificação de marcadores ligados a genes que controlam a resistência à ferrugem (Puccinia psidii Winter) em Eucalyptus sp.

Devido a grande importância da cultura de Eucalyptus no Brasil, empresas do setor florestal têm buscado através de programas de melhoramento genético, reduzir as perdas de produção e atender a demanda do mercado de papel e celulose. Um exemplo, é a busca por genes de resistência a doenças, principalmente a ferrugem causada por Puccinia psidii Winter, que resulta em redução da produtividade em plantas altamente suscetíveis. No presente trabalho, mudas de Eucalyptus pertencentes a uma geração F1, provenientes do cruzamento controlado entre parentais híbridos E. grandis X E. urophylla, sendo eles resistente e suscetível, foram inoculadas com Puccinia psidii em casa de vegetação e acompanhadas até o aparecimento dos sintomas da ferrugem. Foram classificadas, em dois grupos: resistentes (ausência de sintomas) e suscetíveis (presença de sintomas e esporulação). As amostras de DNA foram comparadas com o uso de marcadores moleculares associado ao método de BSA (Bulked Segregant Analysis). O polimorfismo entre os grupos foi geneticamente relacionado ao loco que determina a característica de resistência ou sucetibilidade. Dentre os 720 "primers" testados, 19 foram polimórficos, porém, apenas o marcador AK 01 manteve-se presente, quando testado em todos os indivíduos da população, mostrando-se a uma distância genética estimada de 20 cM em repulsão ao gene de resistência.

Avaliação da resistência de espécies de eucalipto à ferrugem (Puccinia psidii Winter)

A incidência da ferrugem ocorre em mudas no viveiro e em plantas jovens no campo, essa doença causada por Puccinia psidii é uma das mais severas do eucalipto. O presente trabalho teve como objetivo quantificar a resistência parcial das espécies de Eucalyptus propinqua, E. citriodora, E. grandis, E. urophylla, E. microcorys, E. urograndis (E. grandis x E. urophylla), E. robusta, E. saligna, E. dunnie, E. phaeotricha à ferrugem do eucalipto. Para isso foi conduzido experimento em casa de vegetação no Departamento de Entomologia e Fitopatologia da UFRRJ. Foram utilizadas 100 mudas de eucalipto com três meses de idade, obtidas a partir de sementes. O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado, com dez tratamentos e dez repetições, sendo uma planta por repetição. A inoculação foi realizada por meio da atomização de folhas com suspensão de uredósporos na concentração de 2x10(4) esporos/mL, obtidos a partir de pústulas frescas. Em seguida, as mudas foram incubadas em câmara úmida e escura por 48h. Foram avaliados os parâmetros de resistência: número médio de pústulas por folíolo, severidade, período latente médio e AACPD. Os dados obtidos foram transformados em e arcsen , e submetidos à análise de variância e à comparação de médias pelo teste de Scott-Knott ao nível de 5% de probabilidade, por meio do software SAEG. Foram encontradas diferenças significativas entre as espécies de eucalipto para os parâmetros estudados. Eucalyptus urograndis (E. grandis x E. urophylla) apresentou um menor número médio de pústulas por folíolo, menor severidade, maior período latente médio e valores menores da área abaixo da curva do progresso da doença, tendo dessa forma maior resistência parcial à ferrugem.

Utilização de análise de segregantes agrupados na identificação de marcadores ligados a genes que controlam a resistência à ferrugem (Puccinia psidii Winter) em Eucalyptus sp.

Devido a grande importância da cultura de Eucalyptus no Brasil, empresas do setor florestal têm buscado através de programas de melhoramento genético, reduzir as perdas de produção e atender a demanda do mercado de papel e celulose. Um exemplo, é a busca por genes de resistência a doenças, principalmente a ferrugem causada por Puccinia psidii Winter, que resulta em redução da produtividade em plantas altamente suscetíveis. No presente trabalho, mudas de Eucalyptus pertencentes a uma geração F1, provenientes do cruzamento controlado entre parentais híbridos E. grandis X E. urophylla, sendo eles resistente e suscetível, foram inoculadas com Puccinia psidii em casa de vegetação e acompanhadas até o aparecimento dos sintomas da ferrugem. Foram classificadas, em dois grupos: resistentes (ausência de sintomas) e suscetíveis (presença de sintomas e esporulação). As amostras de DNA foram comparadas com o uso de marcadores moleculares associado ao método de BSA (Bulked Segregant Analysis). O polimorfismo entre os grupos foi geneticamente relacionado ao loco que determina a característica de resistência ou sucetibilidade. Dentre os 720 primers testados, 19 foram polimórficos, porém, apenas o marcador AK 01 manteve-se presente, quando testado em todos os indivíduos da população, mostrando-se a uma distância genética estimada de 20 cM em repulsão ao gene de resistência.

Heritability for resistance to Puccinia psidii Winter rust in Eucalyptus grandis Hill ex Maiden in Southwestern Brazil

The climates of the central and southern regions of São Paulo state in Brazil favor pathogens such as Puccinia psidii Winter, which causes a common and severe disease in Eucalyptus plantations under 2 years old. We studied genetic parameters including genotype by environment interaction (G × E) of resistance to P. psidii rust in Eucalyptus grandis at nine sites in São Paulo State. Open-pollinated progeny from ten 'provenances' were established in a randomized complete block design; at individual sites there were from 134 to 160 progenies, from four to eight blocks, and five to six trees per plot. Significant provenance and progeny(provenance) differences were detected, as was G × E involving progeny(provenance). However, the G × E involved little if any rank changes, indicating that selection can be done efficiently at a single site, if the disease level is sufficient. The estimated coefficient of genetic variation among the progeny within provenances CVg was high and variable among the sites (ranging from 11 % to 36. 7 %), demonstrating different expression of genetic variability among the sites. The estimated heritability at the individual-tree level h2 and within a plot hw 2 ranged from low to intermediate (ranging from 0. 04 to 0. 46) and was high at the progeny-mean level hf 2 (ranging from 0. 30 to 0. 86). Our study shows good prospects of controlling this disease by selection among and within progenies in a single site. © 2012 Springer-Verlag Berlin Heidelberg.

Utilização de bulked segregant analysis na identificação de marcadores ligados a genes que controlam a resistência à ferrugem (Puccinia psidii Winter) em Eucalyptus sp

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Estudos ecológicos sobre Puccinia psidii winter - ferrugem das mirtáceas

Pós-graduação em Agronomia (Proteção de Plantas) - FCA

Variabilidade genética em progênies de meios-irmãos de eucalyptus dunnii maiden para resistência a ferrugem (Puccinia psidii winter) em diferentes ambientes

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Selection of endogenous genes for gene expression studies in Eucalyptus under biotic (Puccinia psidii) and abiotic (acibenzolar-S-methyl) stresses using RT-qPCR

Background: Rust caused by Puccinia psidii Winter has been limiting for the establishment of new Eucalyptus plantations, as well as for resprouting of susceptible genetic materials. Identifying host genes involved in defense responses is important to elucidate resistance mechanisms. Reverse transcription-quantitative PCR is the most common method of mRNA quantitation for gene expression analysis. This method generally employs a reference gene as an internal control to normalize results. A good endogenous control transcript shows minimal variation due to experimental conditions. Findings. We analyzed the expression of 13 genes to identify transcripts with minimal variation in leaves of 60-day-old clonal seedlings of two Eucalyptus clones (rust-resistant and susceptible) subjected to biotic (P. psidii) and abiotic (acibenzolar-S-methyl, ASM) stresses. Conclusions. For tissue samples of clones that did not receive any stimulus, a combination of the eEF2 and EglDH genes was the best control for normalization. When pathogen-inoculated and uninoculated plant samples were compared, eEF2 and UBQ together were more appropriate as normalizers. In ASM-treated and untreated leaves of both clones, transcripts of the CYP and elF4B genes combined were the ones with minimal variation. Finally, when comparing expression in both clones for ASM-treated leaves, P. psidii-inoculated leaves, ASM-treated plus P. psidii-inoculated leaves, and their respective controls, the genes with the most stable expression were EgIDH and UBQ. The chitinase gene, which is highly expressed in studies on plant resistance to phytopathogens, was used to confirm variation in gene expression due to the treatments. © 2010 Laia et al; licensee BioMed Central Ltd.

Estudos para obtenção de cultura axênica de puccinia psidii e de marcadores bioquímicos voláteis para a resistência à ferrugem

Pós-graduação em Ciência Florestal - FCA

Inheritance of resistance to Puccinia psidii G. Winter in a eucalyptus interspecific hybrid progeny evaluated under conditions of natural infection

Inheritance of resistance to Puccinia psidii G. Winter in a eucalyptus interspecific hybrid progeny evaluated under conditions of natural infection Rust caused by the fungus Puccinia psidii is currently the most important disease of eucalyptus. It is widely disseminated in Brazil, and causes serious damage in nurseries and plantation areas. The identification of resistant germplasm along with knowledge of the genetic basis of resistance heredity are the first requirements for the success of breeding programs aiming to develop resistant varieties. Earlier studies carried out under controlled conditions suggested a monogenic control as well as the participation of at least two genes promoting resistance to rust. The goal of this study was to evaluate the resistance to P. psidii under field conditions in fourteen progenies from controlled crosses and self-crosses among four hybrid clones of Eucalyptus grandis Hill ex Maiden x Eucalyptus urophylla ST Blake that contrast for resistance to the fungus. Results indicated that resistance could be explained by one locus with main effects and at least three different alleles. However, loci with minor effects may influence the resistance, since variation on severity classes was observed. Differences in segregation of resistance between reciprocal crosses were not observed, indicating absence of cytoplasmic effects.

Chitinase and peroxidase activity in different stages of eucalypt leaves after inoculation with Puccinia psidii and acibenzolar-S-metil

Chitinase and peroxidase activity in different stages of eucalypt leaves after inoculation with Puccinia psidii and acibenzolar-S-metil To elucidate some biochemical processes during infection in the pathosystem Puccinia psidii x eucalyptus, the defense metabolism in different-stage leaves was compared between rust-resistant and susceptible clones, respectively. In addition, chitinase and peroxidase activities were assayed. Each treatment consisted of 4 replicates, in a completely randomized design: 2 clones, inoculated and not inoculated with P. psidii; sprayed with acibenzolar-S-methyl (ASM) and distilled water; and represented by the 1(st) leaf pair (size equivalent to 1/5 total leaf development), 2(nd) pair (2/5 total development), and 4(th) pair (4/5 total leaf length). Leaves were harvested in 4 periods: 0, 24, 72 and 96 hours after inoculation. Results indicated that ASM treatment or P. psidii action led to higher chitinase and peroxidase activity level but did not alter the expression of these activities in developed leaves (4(th) pair) during the experiment. Alterations in enzyme levels after inoculation were only observed in developing leaves (1(st) and 2(nd) pairs), which suggests that the response to infection was concomitant to chitinase and peroxidase synthesis. The highest increases in enzymatic activities were observed in resistant clones at 72 hours after inoculation and in susceptible ones previously treated with ASM and later inoculated with the pathogen.

Efeito de fungicidas cúpricos, aplicados isoladamente ou em combinação com mancozeb, na expressão de sintomas de fitotoxicidade e controle da ferrugem causada por Puccinia psidii em goiabeira

Dois experimentos foram conduzidos em pomares de goiabeira 'Paluma', nos municípios de Monte Alto e Vista Alegre do Alto-SP. No primeiro experimento, avaliou-se o efeito de formulações de fungicidas cúpricos, aplicados isoladamente e em mistura com mancozeb, quanto ao efeito fitotóxico em botões florais e em frutos de goiabeira, em três estádios de desenvolvimento. No segundo experimento, foram avaliados os mesmos fungicidas usados no primeiro experimento, sendo, porém, acrescido do tratamento constituído por tebuconazole, cujo alvo foi sua eficiência no controle da ferrugem. No primeiro experimento, verificou-se que nenhum dos fungicidas testados causou abortamento de flores ou outros tipos de sintomas de fitotoxicidade em frutos de tamanho inferior a 15 mm de diâmetro. Contrariamente, estes fungicidas, quando aplicados isoladamente, em frutos entre 25 a 35 mm de diâmetro, causaram sintomas severos de fitotoxicidade. Em frutos de tamanho superior a 40 mm de diâmetro, estes fungicidas causaram sintomas de fitotoxicidade de níveis leves a moderados. A combinação de fungicidas cúpricos com mancozeb causou sintomas de fitotoxicidade em níveis leves, enquanto com mancozeb isoladamente não foram verificados sintomas de fitotoxicidade. No segundo experimento, verificou-se que os fungicidas cúpricos, aplicados isoladamente, foram eficientes no controle da ferrugem da goiabeira, apresentando eficiência comparável ao tratamento-padrão representado por tebuconazole. Esta eficiência foi também observada mediante o emprego da combinação mancozeb e óxido cuproso ou hidróxido de cobre.

Hentriacontane: a leaf hydrocarbon from Syzygium jambos with stimulatory effects on the germination of urediniospores of Puccinia psidii

A crude Sohxlet extract from leaves of Syzygium jambos was sequentially fractionated using a silica gel flash column. A bioassay based on the numbers of urediniospores of Puccinia psidii that germinated in 2% water agar detected an active stimulant of germination when the fraction eluted with 100% n-hexane was used. The active fraction induced up to 88% increase in germination when added to a spore suspension in mineral oil. The active fraction was characterized as a hydrocarbon by ¹H nuclear magnetic resonance, 13C nuclear magnetic resonance, and infrared analysis. Gas chromatography-mass spectrometry analysis indicated that the fraction was a long-chain 436 MW hydrocarbon with corresponding to C31H64, namely hentriacontane. This is the first time such a compound proved to be involved with stimulation of fungal spore germination. These results may contribute to better understanding the infection process of rusts.

Efeito de indutores bióticos e abióticos na atividade de quitinase e peroxidase e no controle da ferrugem causada por Puccinia psidii em eucalipto

Verificou-se o efeito de indutores de resistência bióticos e abióticos nas atividades de quitinase e peroxidase e na redução da severidade da ferrugem do eucalipto causada por Puccinia psidii. Para isso, mudas de dois clones de eucalipto (Eucalyptus grandis x E. urophylla) denominados VR e C0, com sessenta dias de idade, mantidas em casa de vegetação, receberam tratamentos com Bion® (Acibenzolar-S-metil-ASM), Agro-Mos®, Dipel®, Ecolife40®, Crop-set® e uma preparação obtida a partir de Saccharomyces cerevisiae, 5 dias antes da inoculação com o patógeno. Uma suspensão de uredósporos de P. psidii, coletados a partir de plantas naturalmente infectadas, foi calibrada para 5 x 10(4) uredósporos/ mL. A inoculação foi realizada na face abaxial das folhas e a avaliação se deu 15 dias após, estimando-se a severidade da doença por meio de escala de notas. Os tratamentos ASM, preparado de S. cerevisiae e Ecolife® apresentaram os melhores resultados de controle da doença e os demais tratamentos não se mostraram eficazes para o controle. O aumento de atividade das enzimas quitinase e peroxidase foi observado em ambos os clones, previamente tratados com os indutores(ASM e S. cerevisiae), 48 horas após a inoculação com o fungo.

Resitência de Eucalyptus globulus e Eucalyptus nitens à ferrugem (Puccinia psidii)

Avaliou-se a resistência das espécies de Eucalyptus globulus e Eucalyptus nitens inoculadas com um isolado uredinospórico monopustular de Puccinia psidii origininário de plantio de Eucalypstus grandis (UFV-2) em Itapetininga, SP. A avaliação foi realizada aos 12 dias após a inoculação, e quantificou-se a doença por meio de uma escala de notas com quatro classes de severidade da doença (S0, S1, S2 e S3). Em média, aproximadamente 60% das plantas de E. globulus e 50% de E. nitens foram resistentes a P. psidii. A variabilidade intra-específica nos materiais estudados indica ser possível a clonagem de genótipos resistentes para plantio comercial ou para uso em programas de melhoramento genético.