Ciências Agrárias
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Item Ação combinada de Pochonia chlamydosporia e outros microrganismos no controle do nematoide de galhas e no desenvolvimento vegetal(Universidade Federal de Viçosa, 2017-03-31) Monteiro, Thalita Suelen Avelar; Freitas, Leandro Grassi de; http://lattes.cnpq.br/0906748508949135Na natureza, um fitopatógeno geralmente está sob influência de um complexo de microrganismos, que associados garantem o equilibrio ecológico estável. Com foco no fungo nematófago Pochonia chlamydosporia, começamos investigando sua compatibilidade com Bradyrhizobium japonicum em soja e a influência dessa interação sobre o controle do nematoide das galhas e sobre a absorção de nutrientes pela planta. Constatou-se que a aplicação conjunta desses dois organismos não prejudica a ação de controle de nematoides por P. chlamydosporia e nem a fixação de N 2 por B. japonicum. Adicionalmente, quando os dois agentes estavam juntos, ocorreu maior produção de nódulos da bactéria nas raízes e aumento do conteúdo de Fe na parte aérea das plantas de soja. No segundo capítulo, a compatibilidade dos agentes de controle biológico de nematoides, P. chlamydosporia e P. penetrans foi avaliada. A co-aplicação dos microrganismos possibilitou maior redução do número de ovos do nematoide do que a aplicação em separado e foi possível observar a associação do fungo nas raízes infectadas por nematoides colonizados por P. penetrans. Pesquisamos ainda, no terceiro capítulo, a presença de vírus em isolados de P. chlamydosporia. Dos dezoito isolados avaliados, apenas um (Pc-M4) estava infectado por dois virus, um com genoma de RNA fita dupla (dsRNA) e outro de RNA fita simples sentido negativo (-ssRNA). Os nomes propostos para os micovírus são Pochonia chlamydosporia chrysovirus 1 (PcCV1) e Pochonia chlamydosporia negative-stranded RNA virus 1 (PcNSRV1). Ensaios biológicos do isolado fúngico Pc-M4 revelaram que este foi capaz de parasitar ovos, produzir metabólitos e proteases letais aos juvenis e reduzir a reprodução do nematoide de galhas M. javanica. Os resultados apresentados indicam que o fungo P. chlamydosporia é capaz de interagir com diferentes organismos sem perder a capacidade de controlar o nematoide de galhas e de promover o crescimento vegetal, o que faz dele um excelente agente de biocontrole de nematoides.Item Alterações no metabolismo da soja causadas pela interação de Pochonia chlamydosporia e Bacillus thuringiensis com nematoides fitoparasitas(Universidade Federal de Viçosa, 2022-11-30) Balbino, Huarlen Marcio; Freitas, Leandro Grassi de; http://lattes.cnpq.br/6349343530825513A soja é uma cultura de grande importância mundial, pois é a principal fonte de farelo proteico e óleo vegetal. Atualmente, o Brasil é o maior produtor e exportador dessa commodity, porém diversas pragas e patógenos estão associados à cultura, o que pode causar perdas significativas, refletindo na baixa produção ou perda da qualidade dos grãos. Dentre esses organismos antagônicos à produção de soja, destacam-se os nematoides parasitas de plantas, principalmente Meloidogyne spp, Heterodera glycines e Pratylenchus brachyurus, que possuem ampla distribuição nos campos de produção e são altamente agressivos. Como medida de manejo, é indicado o uso de organismos de controle biológico, principalmente bactérias e fungos nematófagos, que apresentam alta eficiência e são princípios ativos de diversos nematicidas microbiológicos. O fungo Pochonia chlamydosporia é um ascomiceto parasita de ovos de nematoides e é amplamente investigado no manejo de nematoides endoparasitas sedentários, mas carece de informações sobre os mecanismos de ação em nematoides com hábitos de vida endo-migratórios, em que a oviposição ocorre dentro do sistema radicular. Outro exemplo, a bactéria Bacillus thuringiensis é intensamente estudada no controle biológico de insetos, mas o efeito nematotóxico das proteínas de B. thuringiensis sobre nematoides de vida livre e parasitas de plantas já é relatado. No entanto, pouco se sabe sobre outros mecanismos de ação, como a indução de resistência, por exemplo. Neste trabalho, investigamos o potencial de um isolado de P. chlamydosporia e quatro isolados de B. thuringiensis no manejo dos principais nematoides nocivos à soja e a capacidade desses organismos em induzir resistência sistêmica contra esses fitopatógenos. Pochonia chlamydosporia foi estudada no manejo de P. brachyurus, enquanto B. thuringiensis foi confrontada com M. javanica, H. glycines e P. brachyurus. Sementes tratadas com P. chlamydosporia ou com B. thuringiensis foram semeadas em vasos contendo solo esterilizado e, após 7 dias, foi aplicada uma suspensão aquosa contendo os respectivos nematoides. Após 7, 15, 30 e 60 dias da inoculação (dai) do nematoide, as variáveis nematológicas foram mensuradas e, por meio de técnicas bioquímicas e moleculares, foram quantificadas a concentração de metabólitos secundários e a expressão de genes relacionados à defesa. Variáveis agronômicas foram analisadas para avaliar o potencial dos isolados em promover o crescimento das plantas. O isolado de P. chlamydosporia foi capaz de reduzir a população de P. brachyurus de 25,02 a 41,84%, enquanto os isolados bacterianos promoveram a redução dos três gêneros de 36,6 a 55,9%. Da mesma forma, P. chlamydosporia e o isolado M51 de B. thuringiensis modificaram significativamente a expressão de genes de defesa, a concentração de compostos fenólicos totais e importantes hormônios relacionados à defesa e alteraram a concentração de derivados de lignina, indicando maior lignificação da parede celular. Assim, pode-se dizer que os isolados aqui investigados são eficientes no controle dos principais nematoides da soja e a indução de resistência é um importante mecanismo para esse efeito. Palavras-chave: Controle biológico. Bactérias nematófagas. Fungos nematófagos. Nematoide de galhas. Nematoide de cistos. Nematoide das lesões radiculares. Indução à resistência.Item Análise de elementos transponíveis em Hemileia vastatrix e Coffea spp.(Universidade Federal de Viçosa, 2022-11-28) Silva, Lucas Fagundes da; Zambolim, Laércio; http://lattes.cnpq.br/6201896770651721A ferrugem do cafeeiro é causada pelo fungo Hemileia vastatrix Berk. & Broome, um parasita obrigatório que infecta folhas de plantas do gênero botânico Coffea. Entre as espécies cultivadas deste gênero, Coffea arabica é a mais suscetível. A desfolha precoce pode levar à morte de ramos, seguido de perdas da produtividade no ano subsequente. Os danos podem alcançar índices de 50% quando as condições são favoráveis. Há um consenso que existe grande variabilidade genética na população de H. vastatrix e o surgimento de novas raças são um grande desafio para o manejo da doença. A raça II de H. vastatrix é a mais prevalente e a raça XXXIII suplantou a resistência de algumas cultivares comerciais de C. canephora no Brasil. No entanto, como o ciclo sexual ainda é parcialmente descrito, não são claros quais são mecanismos-chave de variabilidade genética ligados ao surgimento de raças em H. vastatrix. Nesse contexto, os elementos transponíveis (ETs) podem ser uma abordagem promissora, porém, pouco explorada nos estudos que visam a compreender a variabilidade genética em raças de H. vastatrix. Este trabalho teve como objetivo verificar o impacto de retrotransposons e elementos transponíveis de DNA nos genomas de H. vastatrix, C. arabica, C. canephora e C. eugenioides. Foram desenvolvidos scripts de bioinformáticas para identificação, caracterização e analise da divergência genética. No capitulo I, foram identificados ETs expressos nas interações de compatibilidade entre H. vastratrix e o cafeeiro. No capítulo II, as populações dos ETs foram estruturadas de acordo com as espécies de café analisadas. No capítulo III, genótipos de café arábica foram agrupadas em função do padrão de resistência às raças II e XXXIII de H. vastatrix. Este trabalho relata novos ETs e apresenta novas informações sobre seus os impactos na coevolução entre o H. vastatrix e cafeeiro. Palavras-chave: Transcriptoma. Hemileia. Coffea. Transposons.Item Análise genética e identificação de regiões genômicas que conferem resistência a Phytophthora capsici em ‘Criollo de Morelos 334’ (Capsicum annuum)(Universidade Federal de Viçosa, 2001-03-27) Valle, Luiz Artur Costa do; Brommonschenkel, Sérgio Hermínio; http://lattes.cnpq.br/6533221372525389Com o objetivo de estudar o efeito do parental suscetível e a genética da resistência de ‘Criollo de Morelos 334’ (CM334) a P. capsici por meio de análise mendeliana e mapeamento de QTLs (“Quantitative trait loci”), duas linhagens, L-3436 e L-3513, e um cultivar, California Wonder (CW), foram utilizados em cruzamentos com CM334. Experimentos de inoculação com suspensões de zoósporos aplicadas ao solo ou atomizadas na parte aérea das plantas confirmaram a resistência de CM334 e revelaram o seguinte gradiente de suscetibilidade, do mais para o menos suscetível: L-3513 > CW > L-3436. Em experimentos de inoculação via solo, esse mesmo gradiente foi observado para os híbridos F1 entre CM334 e esses três parentais bem como para as respectivas gerações F2 e retrocruzamentos, evidenciando a importância do parental recorrente no melhoramento para incorporação de resistência a P. capsici. Segregações observadas em inoculações em bandejas não puderam ser explicadas por nenhum dos modelos genéticos sugeridos previamente para a resistência de CM334 a P. capsici. Em plantas inoculadas individualmente em copos plásticos de 500 mL, entretanto, os resultados ajustaram-se a um modelo de herança com dois genes dominantes independentes para o cruzamento entre L-3436 e CM334, cada um herdado de um dos parentais, sugerindo que as condições de inoculação tem grande efeito sobre os resultados. Uma população de 114 plantas F2 do cruzamento entre L-3436 e CM334 foi utilizada para a análise de ligação a partir de 174 marcadores RAPD (“Random Amplified Polymorphic DNA”), distribuídos em dois mapas contendo cada um apenas marcadores em fase de acoplamento, com cobertura total de pelo menos 497 cM. As 114 famílias F3 colhidas nessas plantas foram utilizadas para a avaliação de resistência no colo e raízes em três experimentos independentes, apresentando distribuições aproximadamente contínuas de valores de porcentagem de sobrevivência. Algumas famílias transgressivas foram mais resistentes que CM334. A análise de QTLs revelou regiões significativamente associadas a resistência em pelo menos dois experimentos nos grupos de ligação 2C e 2L, 4L, 10C, 11C e 11L, explicando individualmente de 9,4 a 24% da variância fenotípica de acordo com a análise de regressão linear simples ou de 9,2 a 65,4% de acordo com o mapeamento de intervalo no programa MAPMAKER/QTL 1.1. Outras quatro regiões foram significativas em apenas um dos experimentos. Detectaram-se QTLs originários de CM334 e de L-3436, confirmando a contribuição de ambos os parentais para a resistência. Várias plantas resistentes da população de mapeamento puderam ser selecionadas com base nos fenótipos moleculares dos marcadores significativos nos grupos 2C, 11L, 4L e 10C.Item Análise molecular da interação entre Tospovirus e o gene resistência Sw-5(Universidade Federal de Viçosa, 2004-03-31) Lau, Douglas; Brommonschenkel, Sérgio Hermínio; http://lattes.cnpq.br/9391695540938986Alguns aspectos da interação entre o gene de resistência Sw-5 e os tospovírus, foram analisados neste trabalho. A capacidade de Sw-5 conferir resistência em Nicotiana benthamiana foi avaliada em plantas transformadas com uma construção na qual a ORF e a região 3' do gene estavam sob controle do promotor 35S. As plantas transformadas foram resistentes à infecção por tospovírus. A comparação do espectro da resistência destas plantas com o observado para outras solanáceas , indica que as vias de sinalização e as respostas de defesa ativadas por Sw-5 estão conservadas nesta família, e que o polimorfismo genético nos componentes das vias de transdução de sinais pode resultar em diferentes níveis de resistência. A fim de identificar o gene de avirulência dos tospovírus, os genes N, NSm e NSs , foram expressos isoladamente ou em combinações, por meio do vetor viral PVX, em plantas com Sw-5. A expressão destes genes não foi capaz de desencadear a resposta de hipersensibilidade e tampouco interferiu na infecção da planta por PVX. Portanto, outro componente dos tospovírus deve ser responsável pelo desencadeamento da reação de resistência. Independentemente da presença do gene Sw-5, a expressão do gene NSs por meio do PVX , agravou os sintomas provocados por este vírus em algumas solanáceas, o que pode ter relação com a capacidade desta proteína de suprimir silenciamento gênico. Em plantas com Sw-5, a co-expressão da região 5' deste gene por meio do vetor PVX , favoreceu a infecção sistêmica por tospovírus. Uma vez que o efeito foi observado tanto para expressão senso quanto anti-senso, a redução dos níveis de mRNA de Sw-5 provocada por silenciamento gênico , poderia ser a causa desta interferência na resistência, embora a análise de Northern blot não tenha demonstrado tal redução. Uma seqüência homóloga a Sw-5 contendo uma ORF sem deleções ou interrupções prematuras foi clonada a partir do acesso LA371-20 de Lycopersicon peruvianum. Análises moleculares demonstraram que esta seqüência é originada do loco Sw-5 ou de região próxima a este e que segrega com a resistência a tospovírus. A capacidade deste e de outros três homólogos oriundos de distintos acessos de tomateiro de conferir resistência a tospovírus, foi avaliada em plantas transgênicas de tomateiro e tabaco. As plantas transformadas foram suscetíveis ao vírus. A não-funcionalidade destes homólogos pode ser devido à estrutura das construções utilizadas na transformação. Alternativamente, outros homólogos presentes nestes acessos de tomateiro podem ser os responsáveis pela resistência.Item Análise proteômica de plantas antagonistas em reposta à inoculação com Meloidogyne javanica(Universidade Federal de Viçosa, 2014-02-25) Amora, Deisy Xavier; Ferraz, Silamar; http://lattes.cnpq.br/6438299352812794Os nematoides do gênero Meloidogyne são fitopatógenos responsáveis por reduções de até 12% na produção e podem ser manejados de forma eficiente com a rotação de culturas, no entanto, por serem polífagos essa técnica é dificultada pela falta de boas opções de plantas não hospedeiras. Assim, faz-se necessário avaliar culturas economicamente viáveis aos produtores para o cultivo em áreas infestadas, como, por exemplo, as plantas antagonistas de uso medicinal e, ou ornamental. Embora algumas substâncias nematicidas já tenham sido isoladas destas plantas, ainda são escassos os estudos direcionados à compreensão dos mecanismos envolvidos na supressão do desenvolvimento dos nematoides nas plantas antagonistas. Assim, objetivou-se neste trabalho avaliar o comportamento de plantas medicinais e ornamentais quando inoculadas com M. javanica e identificar proteínas diferencialmente expressas por essas plantas em resposta à inoculação do nematoide utilizando a eletroforese bidimensional e a espectrometria de massa. As plantas testadas foram: falso-boldo (Plectranthus barbatus), hortelã-pimenta (Mentha piperita), zínia (Zinnia elegans) e losna (Artemisia absinthium). Tomateiro (Solanum lycopersicum) foi utilizado como controle suscetível e crotalária (Crotalaria spectabilis) como planta não hospedeira. Houve baixa reprodução de M. javanica nas raízes de todas as plantas antagonistas testadas. Não foram visualizados nematoides nas raízes de hortelã-pimenta e falso boldo e, em losna, poucas galhas e fêmeas adultas. Nas raízes de zínia e crotalária foram encontrados nematoides pouco desenvolvidos, alguns em formato salsichoide, mas raramente fêmeas totalmente desenvolvidas, mesmo após 30 dias da inoculação. Das plantas antagonistas testadas, as mais eficientes para o controle de M. javanica iiforam hortelã-pimenta, zínia e crotalária. Para identificação das proteínas diferencialmente expressas foram avaliadas amostras de raízes de C. spectabilis e Z. elegans às 24 e 48 horas após a inoculação com o nematoide. As proteínas foram extraídas pelo método fenol-SDS e separadas por eletroforese bidimensional. Por meio da análise comparativa dos géis foram detectadas proteínas diferencialmente expressas e foram posteriormente identificadas por espectrometria de massa. Em C. spectabilis foram identificadas quatro proteínas diferenciais às 24 horas após a inoculação: V-type proton ATPase subunit B 1-like, ATP synthase subunit beta, mitochondrial-like Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase e Heat Shock Protein. Estas proteínas estão relacionadas com o restabelecimento da homeostase sob condições de estresse biótico. Em Z. elegans foi identificada a proteína metionina adenosiltransferase, diferencialmente expressa às 48 horas após a inoculação, que pode estar ligada a resposta de defesa da planta através da síntese de etileno, peróxido de hidrogênio e alcaloides pirrolizidínicos Esses resultados contribuem para o entendimento dos mecanismos de defesa das plantas antagonistas à M. javanica.Item Análises bioquímica, patogênica, sorológica e molecular de isolados de Xanthomonas campestris pv. campestris(Universidade Federal de Viçosa, 2001-07-06) Wruck, Dulândula Silva Miguel; Oliveira, José Rogério deTrinta e três isolados de Xanthomonas campestris pv. campestris, obtidos de oito diferentes brássicas, provenientes de diferentes regiões do Brasil e do exterior, foram analisados com base em caracterizações bioquímica, patogênica, sorológica e genética, objetivando verificar a existência ou não de relacionamentos quanto à origem geográfica e ao hospedeiro. No estudo bioquímico, foram realizados 22 testes, além da avaliação da atividade de esterase, em que com base no tamanho do halo e utilizando o teste de Scott Knott no nível de 5% de probabilidade, obtiveram-se cinco grupos de similaridade. Avaliando a capacidade de produção de bacteriocina, verificou-se que três isolados apresentaram antibiose contra sete outros. Avaliou-se, também, a sensibilidade dos isolados a alguns antibióticos e, com base na análise de agrupamento, foi possível a observação de três grupos distintos: o primeiro constituído por quatro isolados resistentes a 11 ou mais antibióticos; o segundo grupo composto por um isolado resistente somente a três antibióticos; e o terceiro grupo composto pelos demais isolados. Na caracterização patogênica, foi realizada a inoculação cruzada, de forma que os 33 isolados foram inoculados artificialmente em sete diferentes brássicas. Desses, 14 não mostraram especificidade quanto aos hospedeiros, enquanto os 19 isolados restantes apresentaram relativo grau de especificidade, uma vez que não causaram doença em uma ou mais das brássicas inoculadas. Para a análise sorológica, foram obtidos sete antissoros, pelos quais se reconheceram, no teste de imunodifusão dupla, 32 dos 33 isolados estudados, além de mostrarem especificidade quanto ao reconhecimento dos isolados de X. campestris pv. campestris. Na caracterização molecular, realizou-se a extração do DNA total de todos os isolados, seguida de amplificação pela técnica do RAPD. Procedeu-se, também, à extração do DNA plasmidial. Para avaliação do comportamento dos 33 isolados de X. campestris pv. campestris de diferentes origens e hospedeiros, com relação às diferentes análises realizadas, foram efetuadas análises estatísticas univariadas, para a avaliação da atividade de esterase, e multivariadas, para as demais, bem como a análise conjunta de todos os resultados. Com base nos resultados das caracterizações bioquímica, patogênica e sorológica, não se observou correlação da variabilidade dos isolados estudados com a origem geográfica e o hospedeiro do qual foram obtidos. Isso pode ter sido devido à constante introdução de novos isolados de X. campestris pv. campestris nas áreas de plantio, por meio de sementes contaminadas.Item Analyses at the community, population, and individual levels for better understanding of South American Leaf Blight and of its etiological agent, Pseudocercospora ulei(Universidade Federal de Viçosa, 2018-06-15) Ferreira, Ana Francisca Tibúrcia Amorim Ferreira e; Mizubuti, Eduardo Seiti Gomide; http://lattes.cnpq.br/9186061455679366Pseudocercospora ulei causes the most devastating disease of the rubber tree (Hevea brasiliensis), South American leaf blight (SALB). Wild populations of H. brasiliensis from different river basins in the Amazon region have variable resistance levels to SALB, and the most resistant genotypes were found in the western Amazon, including the Brazilian state of Acre. Based on the premise that the plant microbiome can directly influence the plant-pathogen interactions and contribute to disease-resistance, we studied the endophytic microbiome of wild H. brasiliensis from three Amazonian states in Brazil. The diversity of fungal and prokaryotic endophytes was shaped by plant organ (leaf, sapwood or root) and there is strong evidence that the microbial communities from trees collected in Acre are markedly distinct and more diverse than those from the states of Amazonas and Pará. This pattern may be a function of geographic isolation influenced by differences in the geological history of eastern and western Amazon. Functional prediction revealed important roles of endophytes associated with disease suppressiveness, biological control, but also with pathogenesis. We also studied the allelic variation in five effector proteins genes conserved in Dothideomycetes between pathogen populations from Amazon region (AM) and commercial plantations located in the Northeast and Southeast regions in Brazil (N-AM). The analyzes showed the highest polymorphism in three effector genes (PuAve1, PuEcp2 and PuEcp6) and a pattern of division between groups of haplotypes of the AM and N-AM populations. The diversification in P. ulei effector genes is driven for intragenic recombination and selection, and two different mechanisms to avoid the recognition by rubber tree were detected in P. ulei populations. Characterization of melanin pigment with mass spectrometry (MALDI-TOF) and infrared (IR) have failed but revealed that data on beta-glucans have apparently been mistakenly assigned to melanin in recent reports in the literature. Using a specific inhibitor of melanization, we have found that the melanin present in P. ulei is made from1,8-dihydroxynaphthalene (1,8-DHN) and the genes involved in this biosynthetic pathway were mapped into the fungus genome. Taken together, our results provide new and important information about the microbial components (pathogen and whole microbiota) of the yet neglected SALB pathosystem.Item Aspectos bioquímicos da interação repolho-Xanthomonas campestris pv. campestris(Universidade Federal de Viçosa, 2016-02-25) Amaral, Lívio da Silva; Oliveira, José Rogério de; http://lattes.cnpq.br/9012312022775896O repolho (Brassica oleracea var. capitata) está entre as hortaliças mais produzidas e consumidas em todo o mundo. Xanthomonas campestris pv. campestris (Xcc) é o agente causal da podridão negra das brássicas, a doença mais destrutiva da cultura do repolho. O plantio de variedades resistentes é uma medida simples e barata para o controle de doenças de plantas. Fontes de resistência à podridão negra são escassas no genoma de B. oleracea. No entanto, o plantio de cultivares com maiores níveis de resistência ou a aplicação de indutores de resistência pode auxiliar no controle da doença. Embora essas medidas de controle sejam viáveis, estudos sobre os mecanismos de defesa basal de natureza bioquímicas do repolho e da indução de resistência à podridão negra são raros na literatura. O presente estudo visou encontrar variedades com maiores níveis de resistência à doença, observar a variabilidade patogênica de isolados de Xcc em relação a diferentes cultivares de repolho, verificar diferenças nas respostas bioquímicas de defesa do repolho a diferentes isolados de Xcc, verificar diferenças nas respostas bioquímicas de defesa de cultivares repolho com diferentes níveis de resistência à doença incitada por um isolado de Xcc, e observar a eficiência do Acibenzolar-S-Metil (ASM) no controle da podridão negra em repolho. Os cultivares ‘Fuyutokyo Kobayashi’, ‘Midori’ e ‘Coração de Boi Gigante’ apresentaram maiores níveis de resistência à podridão negra e os cultivares ‘Esmeralda’ e ’60 dias’ se mostraram altamente suscetíveis. Xcc induziu respostas de defesa em repolho, embora isolados mais agressivos foram capazes de modular essas respostas. Cultivares de repolho mais resistentes à podridão negra sofreram alterações significativas nas atividades das enzimas de defesa. As alterações que ocorreram em cultivares mais suscetíveis não foram suficientes para conter o processo infeccioso de Xcc. Plantas de repolho tratadas com ASM exibiram atividades enzimáticas significativamente maiores do que as não tratadas e apresentaram menor severidade da doença.Item Aspectos fisiológicos, bioquímicos e nutricionais da resistência do arroz à brusone mediada pelo silício(Universidade Federal de Viçosa, 2011-10-31) Domiciano, Gisele Pereira; Rodrigues, Fabrício Ávila; http://lattes.cnpq.br/0212901405730925O patossistema arroz-Pyricularia oryzae tem sido amplamente estudado no intuito de desenvolver novos métodos de manejo da doença e de entender a interação planta-patógeno. Neste contexto, a fim de se reduzir os danos causados pela doença, inúmeras estratégias, incluindo a aplicação de silício (Si), têm sido adotadas nos últimos anos. No entanto, são raros os trabalhos avaliando o efeito da doença, na presença do Si, nos processos fisiológicos das plantas. Assim, os objetivos deste trabalho foram verificar o efeito da infecção por P. oryzae nos processos de trocas gasosas e fluorescência de clorofila a de plantas de arroz ao longo de todo o processo infeccioso e verificar o efeito da aplicação do Si nesses mesmos parâmetros em plantas inoculadas. Além disso, estudar o efeito da brusone em plantas de arroz supridas ou não com Si no estresse oxidativo por meio da quantificação das atividades de Catalase, Superoxido desmutase, Glutationa redutase. Nossos resultados indicam que a doença em plantas suscetíveis e não supridas com Si principalmente em estágios mais avançados de infecção, causa queda na taxa de assimilação líquida de CO 2, e que essa queda parece estar associada tanto relacionada a fixação do CO 2, como a danos no aparato fotossintético. Em contrapartida, os resultados demonstram também que o silício tem um papel importante na manutenção de níveis adequados de condutância estomática e taxa de assimilação liquida de CO 2 , na proteção do aparato fotossintético contra a fotoinibição crônica e do fotossistemas contra danos decorrentes da hiperexcitação crônica. A brusone induz a ocorrência de estresse oxidativo como forma de acelerar a morte celular e que esta indução ocorre por meio da inibição da fotossíntese, por meio da indução da ação SOD e limitação na atividade de catalases e de enzimas do ciclo ascorbato-glutationa impedindo assim a detoxificação do H 2 O 2 . Por outro lado o Si parece aliviar o estresse oxidativo induzido pela brusone regulando o nível de H 2 O 2 por meio de repressão a ação SOD, estimulando a atividade de catalases e de enzimas do ciclo ascorbato-glutationa. O perfil nutricional de plantas de arroz em função do suprimento de Si e/ou da inoculação de P. oryzae. Os resultados desse estudo indicam que tanto a infecção por P. oryzae quanto o suprimento de Si reduz de maneira geral a concentração de macro e micronutrientes. Embora a concentração de nutrientes em plantas supridas com Si tenha decrescido estes estão dentro da faixa considerada adequada para cultura. O crescimento e desenvolvimento de plantas supridas com Si é maior que em plantas não supridas com esse elemento. Sendo assim a resistência mediada pelo Si de plantas de arroz a infecção de P. oryzae, não esta relacionada com aumentos na concentração de nutrientes e sim redução na concentração dos mesmos.Item Avaliação da deterioração fúngica de grãos de soja e amendoim armazenados e seu controle com óleo essencial de mostarda(Universidade Federal de Viçosa, 2005-05-24) Costa, Maria Luiza Nunes; Dhingra, Onkar Dev; http://lattes.cnpq.br/1145169645193306O objetivo deste trabalho foi testar metodologia para determinação do grau de deterioração fúngica nos grãos de soja e amendoim causada por invasão de espécies de Aspergillus durante o armazenamento, e avaliar o uso do óleo essencial de mostarda na diminuição desta deterioração, e o seu efeito na qualidade dos grãos. Os grãos de soja e amendoim foram ajustados a 4 diferentes conteúdos de água e, em seguida os grãos de soja foram inoculados com suspensão de conídios de A. glaucus e A. ochraceus, e os grãos de amendoim inoculados com suspensão de A. glaucus e A. flavus. Amostras dos grãos inoculados, em cada conteúdo de água, foram armazenados na presença e ausência de atmosfera modificada pelo óleo essencial de mostarda (OEM), à temperatura de 25 ± 1oC, no escuro. As avaliações foram realizadas com os grãos de soja aos 7, 15, 45, 75 e 135 dias de armazenamento e com os grãos de amendoim aos 15, 30, 60 e 90 dias, constando de determinação de ácidos graxos livres, acidez total dos grãos, conteúdo de ergosterol, unidades formadoras de colônias (UFC ́s), teste de blotter e emergência de plântulas em areia. A utilização da metodologia de quantificação dos AGL dos grãos de soja e amendoim durante o armazenamento mostrou-se viável como parâmetro indicativo de deterioração fúngica dos grãos, pois os resultados obtidos foram correlacionados com os teores de ergosterol desses grãos, que por sua vez, permitiu o conhecimento da intensidade de colonização fúngica e conseqüentemente de deterioração. Principalmente nos grãos de amendoim esses resultados foram mais evidentes devido à maior colonização interna das reservas lipídicas. A acidez total dos grãos sugerida como possível indicador de deterioração fúngica, foi então correlacionada com o conteúdo de ergosterol e com o teor de ácidos graxos livres, mostrando-se viável para separar lotes de grãos de soja deteriorados. Os ácidos graxos livres, a acidez total e o conteúdo de ergosterol foram mais acentuados nos grãos com conteúdos de água mais elevados ao longo do armazenamento. A emergência de plântulas de soja foi negativamente correlacionada com o aumento do conteúdo de água dos grãos e o tempo de armazenamento A utilização do óleo essencial de mostarda na forma de vapor proporcionou inibição na germinação dos conídios, mas na concentração utilizada não foi eficiente para inibir a colonização nos grãos durante o armazenamento. Concentrações mais altas do óleo essencial de mostarda podem ter maior efeito na colonização, pois poderá alcançar o interior da massa dos grãos armazenados.Item Avaliação de Alternaria euphorbiicola, Bipolaris euphorbiae e Sphaceloma poinsettiae como agentes de controle biológico de Euphorbia heterophylla(Universidade Federal de Viçosa, 2002-12-17) Nechet, Kátia de Lima; Barreto, Robert Weingart; http://lattes.cnpq.br/7435457545190771Euphorbia heterophylla L. é uma das principais invasora da cultura da soja no Brasil. Essa cultura gera recursos de bilhões de dólares e o não controle ou controle ineficiente de E. heterophylla e outras invasoras é o principal fator que restringe a produção da cultura. Os herbicidas inibidores da enzima acetolactato sintase (ALS) são os principais produtos utilizados para o controle de E. heterophylla na cultura da soja. No entanto, existem biótipos da planta resistentes a estes produtos, que têm dominado áreas cultivadas com soja, em função do uso contínuo desses herbicidas. Neste contexto, o uso de micoherbicidas pode ser uma alternativa para o controle de E. heterophylla, tanto isoladamente como em mistura com produtos químicos. Assim, o objetivo geral deste trabalho foi selecionar dentre os fungos Alternaria euphorbiicola Simmons & Engelhart, Sphaceloma poinsettiae Jenkins & Ruehle e Bipolaris euphorbiae (Hansford) Muchovej, isolados promissores para o desenvolvimento de um micoherbicida para o controle de E. heterophylla. Além da etapa inicial envolvendo a coleta e seleção de isolados destes fungos, investigaram-se a gama de hospedeiros de cada isolado; a epidemiologia das doenças em condições controladas; a eficácia de A. euphorbiicola, isoladamente ou em mistura com herbicidas no controle de E. heterophylla; a viabilidade de conídios de A. euphorbiicola durante o armazenamento e a produção massal desse fungo. B. euphorbiae e S. poinsettiae são específicos à E. heterophylla, mas ainda apresentam limitações a serem superadas para que se viabilize o seu uso no biocontrole de E. heterophylla. O isolado selecionado de B. euphorbiae foi superior ao que vinha sendo utilizado em trabalhos anteriores feitos no Paraná. A suspensão de 10 7 conídios de B. euphorbiae/mL foi necessária para causar 80% de mortalidade nas plantas de uma população, enquanto a população destacada como resistente ao fungo não foi controlada eficientemente. A germinação dos conídios de B. euphorbiae não foi inibida pela mistura com herbicidas. Os fragmentos de micélio de S. poinsettiae foram usados como inóculo em substituição aos conídios e sua virulência foi maior quando produzidos em meio de cultura líquido de Batata Dextrose. Entretanto, a viabilidade desses propágulos durante o armazenamento, tanto em temperatura ambiente como a 4oC declinou rapidamente. Após 25 dias, o maior valor de ufc viáveis foi de apenas 60% quando o propágulo foi mantido em suspensão com água ou solução de sacarose 35% a 4oC. O isolado KLN06 de A. euphorbiicola destacou-se como potencial micoherbicida, sendo capaz de produzir elevada mortalidade em todas as populações de E. heterophylla testadas, inclusive na resistente aos herbicidas inibidores da ALS. Os resultados foram excelentes mesmo quando as plantas inoculadas estavam no estádio de seis a oitos folhas, em que aplicações de produtos químicos já não resultam em controle. A aplicação de uma suspensão de 2x10 5 conídios/mL e a exposição das plantas inoculadas a um período de seis horas de molhamento provido até 48 horas após a inoculação são condições suficientes para ocorrer a morte da parte aérea das plantas. O atraso no início do período de molhamento não diminuiu a eficiência do fungo, mas permitiu o aumento na porcentagem de rebrota das plantas. As plantas nos seis estádios fenológicos testados (de plântula a planta com frutos) foram suscetíveis ao patógeno. A. euphorbiicola sobreviveu em hastes de leiteiro colonizadas localizadas na superfície do solo seco e úmido e, quando enterradas, em solo seco. A transmissão da doença para as plântulas emergentes de E. heterophylla ocorreu quando as hastes colonizadas foram mantidas na superfície do solo úmido. No entanto, apenas a infecção natural de plântulas não foi suficiente para o controle de E. heterophylla. A aplicação de uma suspensão em concentração mais baixa (10 4 conídios/mL) não controlou as plantas previamente infectadas após a emergência próximo à fonte de inóculo (hastes de leiteiro colonizadas por A. euphorbiicola). A gama de hospedeiros de A. euphorbiicola foi restrita às euforbiáceas Chamaesyce hirta, C. hyssopifolia, E. heterophylla, E. cotinifolia, E. milii, E. pulcherrrima e E. tirucali. O fungo causou doença em alta severidade em C. hirta e E. hyssopifolia e pode ser explorado também para o controle destas invasoras. As oito cultivares de soja testada foram imunes à A. euphorbiicola. O controle das populações de E. heterophylla resistentes e sensíveis aos herbicidas inibidores da enzima ALS obtido em função da aplicação de A. euphorbiicola foi equivalente aos dos herbicidas fomesafen, carfentrazone, atrazine e glyphosate em plantas com até cinco folhas e superior aos produzidos por imazethaphyr e fomesafen em plantas com cinco a 10 folhas. A mistura com o imazethaphyr (inibidor da ALS) retardou o processo de infecção do fungo e sua eficácia em controlar a população resistente aos inibidores da ALS. Além disso, a mistura resultou em injúrias que levaram a morte das plantas de soja. Porém as causas deste efeito ainda não são conhecidas. A técnica difásica foi indicada para a produção de inóculo de A. euphorbiicola e a adição de extrato de folha de leiteiro estimulou a esporulação do fungo em meio agarizado e o seu crescimento micelial em meio líquido. Como substratos sólidos, o resíduo de café e folhas de mamona, se mostraram apropriados para a produção de inóculo do fungo, em substituição ao meio agarizado. A manutenção de conídios a seco após a sua suspensão prévia em sacarose 35% foi o único tratamento capaz de manter a viabilidade dos conídios acima de 90% após três meses de armazenamento à temperatura ambiente.Item Bactérias residentes do filoplano de tomateiro como agentes de controle biológico de enfermidades da parte aérea da cultura(Universidade Federal de Viçosa, 2002-12-03) Vieira, Bernardo de Almeida Halfeld; Romeiro, Reginaldo da Silva; http://lattes.cnpq.br/3885880335229932A busca de alimentos produzidos sob um sistema de manejo menos agressivo ao meio ambiente vem sendo adotado por um número cada vez maior de produtores. Entretanto, apesar de existirem diversos benefícios na redução ou até eliminação do uso de defensivos, a grande diversidade de doenças em tomateiro (Lycopersicon esculentum Mill.), capazes de limitar a produção, torna necessária a busca por alternativas viáveis, eficientes e tecnicamente comprovadas. Dentre os organismos mais estudados, bactérias têm sido relatadas como agentes de biocontrole capazes de atuar por meio de mecanismos como antibiose, parasitismo, competição e indução de resistência. O presente trabalho teve como objetivos selecionar bactérias do filoplano do tomateiro, baseado em uma estratégia de seleção in vivo, verificando se há um método de isolamento que permita obter antagonistas eficientes no controle da pinta-preta, causada por Alternaria solani, requeima por Phytophthora infestans, mancha-bacteriana pequena por Pseudomonas syringae pv. tomato e mancha-bacteriana por Xanthomonas vesicatoria. Objetivou ainda estudar a possibilidade dos mecanismos de antibiose e indução de resistência serem responsáveis pelo controle destas doenças e se testes de antibiose in vitro são adequados como critério de seleção. Caracterizar aspectos biológicos dos antagonistas que podem otimizar sua aplicação como agente de biocontrole. Determinar a quais produtos antimicrobianos os isolados são insensíveis, visando fornecer subsídios para o desenvolvimento de meios semi-seletivos e estudos de dinâmica populacional. Verificar sua compatibilidade com antibióticos e fungicidas registrados para o controle de enfermidades do tomateiro, a fim de inseri-lo no sistema de manejo integrado e estudar a eficiência de antagonistas selecionados em condições de campo. Os resultados demonstram que, em folíolos mais jovens, os métodos de isolamento que visam obter bactérias da população total e da superfície do filoplano, foram os que permitiram obter a maioria dos antagonistas. O único obtido de folíolos mais velhos foi proveniente da população capaz de habitar sítios protegidos do filoplano e/ou resistir a fatores de estresse. Não se observou relação entre características biológicas dos antagonistas e dos patógenos testados. Nos testes de antibiose com os antagonistas selecionados, o isolado UFV-STB 6 foi capaz de produzir compostos voláteis e inibir a germinação de cistos de Phytophthora infestans, o que possivelmente deve estar envolvido no controle da requeima. O isolado UFV-IEA 6 produziu quitinase, havendo uma tendência em reduzir a taxa de crescimento de Alternaria solani por compostos voláteis. Ficou demonstrado que os testes de antibiose in vitro são inadequados como critério para seleção de agentes de biocontrole do filoplano de tomateiro. A caracterização dos melhores antagonistas demonstrou que três são bactérias Gram-positivas, em forma de bastonete, e uma Gram-negativa, pleiomórfica. Dentre as Gram-positivas todas são anaeróbias facultativas e uma forma endósporos. Nenhum antagonista foi capaz de causar reação de hipersensibilidade (HR) em fumo e produzir pigmento fluorescente in vitro. Os períodos de geração calculados a partir das curvas de crescimento revelaram que três isolados são capazes de se multiplicar rapidamente em meio de cultura, o que é uma característica desejável. Os resultados obtidos a partir dos antibiogramas, mostraram que existem antibióticos que podem ser utilizados para elaboração de meios semi-seletivos, adequados a cada antagonista e os testes de compatibilidade com antibióticos e fungicidas utilizados na cultura do tomateiro revelaram que os antagonistas podem ser expostos aos fungicidas benomyl, enxofre, dimetomorph e tiofanato-metílico. Verificou-se também a inadequação de se utilizarem compostos antimicrobianos em meio de cultura para isolamento de agentes bacterianos de controle biológico, uma vez que os antagonistas selecionados foram sensíveis à maioria dos produtos testados. Os testes com as enzimas indicadoras do estado de indução de resistência, β-1,3-glucanases, Fenilalanina amônia-liase (PAL), Peroxidases (PO), Polifenoloxidases (PPO) e Lipoxigenases (LOX), indicaram que o isolado UFV-IEA 6 foi capaz de promover aumento significativo na atividade das PO, evidenciando a possibilidade do antagonista agir como indutor de resistência. Esse parece ser o primeiro caso que se tem conhecimento de uma bactéria não fitopatogênica do filoplano induzindo resistência na mesma cultura de onde foi obtida. Os testes com os dois antagonistas em condições de campo demonstraram que UFV-STB 6 foi o mais eficiente em reduzir a severidade da requeima no terços médio e superior das plantas, enquanto UFV-IEA 6, somente no terço superior. Houve tendência na redução do progresso da septoriose por UFV-STB 6 e capacidade em diminuir o número de frutos com sintomas de requeima. Os resultados demonstram o potencial de uso dos agentes de biocontrole selecionados para as doenças da parte aérea de tomateiro estudadas.Item Begomovírus em soja no Brasil e ferramentas moleculares para sua identificação(Universidade Federal de Viçosa, 2001-11-30) Mello, Raquel Neves de; Zerbini Júnior, Francisco Murilo; http://lattes.cnpq.br/6216296192318059Item Begomovirus evolution in the New World: Genetic variability of populations and its effect on speciation(Universidade Federal de Viçosa, 2014-02-26) Ramos Sobrinho, Roberto; Zerbini Júnior, Francisco Murilo; http://lattes.cnpq.br/2419464973930579Viruses belonging to the family Geminiviridae have circular ssDNA genomes and infect a broad range of plant species causing devastating diseases, mainly in subtropical and tropical countries. The family is divided into seven genera (Begomovirus, Becurtovirus, Curtovirus, Eragrovirus, Mastrevirus, Topocuvirus and Turncurtovirus) according to the type of insect vector, host range, genome organization and phylogeny. Begomoviruses are whitefly- transmitted and are among the most damaging pathogens causing epidemics in economically important crops worldwide. Wild/non-cultivated plants play a crucial epidemiological role, acting as begomovirus reservoirs and as "mixing vessels" where recombination can occur. Furthermore, previous results suggest that begomovirus populations in non-cultivated hosts are more genetically variable then those infecting cultivated hosts. Most New World (NW) begomoviruses have two genomic components designated as DNA-A and DNA-B, and their genomes have the capacity to evolve quickly via mutation, reassortment and recombination. In this context, this work aimed: (i) to assess the effect of the host on the standing genetic variability of begomovirus populations; and (ii) to study the effect of recombination on the evolution of New World begomoviruses. For the first objective, cultivated (common bean, Phaseolus vulgaris, and lima bean, P. lunatus) and non-cultivated (Macroptilium lathyroides) legume hosts were intensively sampled from two regions across Brazil between 2005 and 2012. A total of 212 full-length DNA-A components were cloned and sequenced, and populations of the begomoviruses Bean golden mosaic virus (BGMV) and Macroptilium yellow spot virus (MaYSV) were obtained from the three hosts. Our results indicate that the presumed genetic variability of the host did not affect viral variability. MaYSV (N = 99) showed higher genetic variability than BGMV (N = 147), with the BGMV (but not the MaYSV) population being structured based on both host and geography. For the second objective, datasets including all DNA-A and DNA-B reference sequences of NW begomoviruses were obtained from GenBank. Our analyses indicate that South American begomoviruses do not exhibit geographic monophyly, with evidence of at least two independent introduction events in this region. Recombination was detected as a very important evolutionary mechanism acting on DNA-A evolution. We found evidence of greater genetic variability in begomoviruses from Central America and the Caribbean compared to South America (SA). Additional introduction events may impact the evolution of begomoviruses in SA by favoring recombination and introducing new virulence features to indigenous South American begomoviruses.Item Begomoviruses associated with weeds and legume crops in Mozambique: emergence, variability and recombination-driven evolution(Universidade Federal de Viçosa, 2021-06-29) Chipiringo, Baltazar do Azarento Isabel; Zerbini Júnior, Francisco MuriloAgriculture in Mozambique is moving towards "modernization", with increased areas of monoculture, extended growing seasons, irrigation and mechanization replacing subsistence farming. However, such changes in agricultural practices can promote pathogen emergence. Understanding the emergence and evolution of plant viruses provides beneficial information on management practices. This work aimed at the detection, identification and molecular characterisation of begomoviruses associated with legumes and weeds in Mozambique. In the first study, a non-cultivated plant identified as Pyrenecantha sp. (Icacinaceae) with yellow mosaic symptoms was collected in the district of Malema, Nampula province. The viral genome was amplified using rolling-circle amplification, cloned and sequenced. The DNA-A has the highest identity (78%) with tomato leaf curl Namakele virus, while the DNA-B sequence has the highest identity (70%) with Deinbolia mosaic virus. The two components have a genomic organization typical of Old World, bipartite begomoviruses. Alignment of their common regions (CR) indicated a 35-nt insertion in the DNA-A CR. The identity between the CRs is 83%, increasing to 96% when the 35-nt insertion is removed from the alignment. The CRs have identical iterons, and the amino acid sequence of the Rep protein contains the iteron-related domain predicted to recognize these iterons. These results indicate that the cloned DNA-A and DNA-B are cognate components of the same virus, and the 35-nt insertion suggests a recombination event in the DNA-A CR. The name Pyrenecantha yellow mosaic virus is proposed for the new virus. For the second study, symptomatic samples of bean, cowpea and soybean plants were collected in the central and northern regions of Mozambique. Seven DNA- A and 11 DNA-B components were cloned and sequenced. The DNA-A sequences are 96% identical, indicating that they represent the same virus. The highest identity with other begomoviruses is 85% with cowpea golden mosaic virus. The DNA-B sequences are 93% identical amongst each other and have a maximum of 72% identity with cotton yellow mosaic virus. Alignment of the CRs indicates that the DNA-A and DNA-B components are cognate components of the same virus. The name Mozambique legume mosaic virus is proposed. Three recombination events were detected in the DNA-B. The DNA-B is more variable than the DNA- A, and the DNA-B nucleotide diversity is higher in the MP gene and in the short intergenic region. MLMV is an emerging begomovirus in legume crops in Mozambique, and its adaptation to new hosts appears to be driven by recombination in the DNA-B. Keywords: Pyrenacanthae. PyYMV. 35-nt. MLMV. Mozlegume. Bean. Soybean. Cowpea.Item Begomoviruses: variability, evolution, and interactions with hosts and vectors(Universidade Federal de Viçosa, 2019-09-13) Xavier, César Augusto Diniz; Zerbini Júnior, Francisco MuriloBegomoviruses constitute an important group of plant pathogens being widespread in the world. Although New World begomoviruses are predominantly bipartite, the bipartite nature of these viruses has been little explored in terms of their evolutionary significance. We performed a parallel evolutionary analysis of the DNA-A and DNA-B components of New World begomoviruses from cultivated and non-cultivated hosts. The two components respond differentially to evolutionary process, with the DNA-B being more variable and more prone to recombination than the DNA-A. Our results indicate an interplay between reassortment and recombination acting at different levels across distinct subpopulations and genomic components. This more relaxed evolution may be an advantage of multipartition, as each component may behave as a single almost independent evolutionary entity, allowing a faster adaptation to an ever-changing environment. Furthermore, begomovirus population present a high level of genetic variability. Interestingly, a mutational bias has been detected in begomovirus genomes, favoring C to T transitions, suggesting that cytidine deamination may act on these viruses. We investigated a possible role of A. thaliana cytidine deaminase (AtCDA and AtCDAL4) as components of plant antiviral immunity. We demonstrate distinct functional roles for AtCDAs upon begomovirus infection. While AtCDA has a proviral effect during Cabbage leaf curl virus infection, AtCDAL4 has antiviral activity, constituting a putative branch of antiviral immune response in plants. However, unlike in animals, our results suggest that AtCDAs affect viral infection independently of deaminase activity. We also studied factors underlying leading to emergence and the current patterns of prevalence of begomoviruses in tomato by quantifying the replicative and transmission fitness of two begomoviruses infecting tomato in Brazil, Tomato severe rugose virus (ToSRV) and Tomato yellow spot virus (ToYSV). Interestingly, despite ToYSV is not widespread in the field, it presented similar replicative fitness compared to ToSRV, a widespread begomovirus, in tomato. These results suggest that adaptation to the host does not explain the prevalence of ToSRV over ToYSV, as both viruses presented similar adaptation levels as evaluated here. However, while ToSRV was transmitted by B. tabaci MEAM1 and MED, ToYSV was not transmitted by them, reason by which this virus probably is not spread in the field. Finally, it has been hypothesized that the absence of a competent vector that efficiently colonizes cassava is the reason why begomoviruses have not emerged in South America. To test this hypothesis, we performed a country-wide whitefly diversity study in cassava in Brazil. A high degree of species richness was observed, with five previously described species and two putative new ones. The most prevalent species were Tetraleurodes acaciae and Bemisia tuberculata, representing over 75% of the analyzed individuals. Although we detected, for the first time, the presence of whitefly species of the Bemisia tabaci complex colonizing cassava in Brazil, they were not prevalent. Our results indicate an ongoing adaptation process of B. tabaci Middle East-Asia Minor 1 to cassava, increasing the likelihood of begomovirus emergence in this crop in the future. The results obtained here, expand our knowledge about the wide spectrum of interactions among begomoviruses-hosts-vectors. Keywords: DNA-B. Base deamination. Whitefly diversity.Item Biocaracterização de um isolado de Bacillus cereus selecionado para o controle biológico de enfermidades do tomateiro (Lycopersicon esculentum Mill.)(Universidade Federal de Viçosa, 2005-04-26) Neves, Dora Marchiori Silva; Romeiro, Reginaldo da Silva; http://lattes.cnpq.br/2295500997409478Experimentos realizados por Silva (2002) objetivando o isolamento e seleção de rizobactérias indutoras de resistência sistêmica e agentes de biocontrele a múltiplos patógenos resultaram na obtenção de um isolado promissor, selecionado de rizosfera de plantas de tomateiro em cultivo comercial e identificado por análise de ácidos graxos como Bacillus cereus. Ensaios em condições de laboratório, casa de vegetação e campo foram realizados neste trabalho visando uma caracterização mais completa do isolado para uma melhor compreensão dos mecanismos de biocontrele envolvidos na interação rizobactéria-fitopatógenos. Testes bioquímicos e morfológicos confirmaram a identificação de espécie para o isolado e demonstraram sua versatilidade fisiológica e nutricional. Ainda, em ensaios laboratoriais, verificou-se a capacidade de utilização de certos antibióticos em estudos de dinâmica populacional de B. cereus e sua compatibilidade a pesticidas utilizados na cultura do tomateiro e a adjuvantes utilizados em formulações comerciais. Porém, estudos visando a avaliação da sobrevivência de células de B. cereus em uma formulação proposta veiculando o isolado não se mostraram eficientes na manutenção da viabilidade celular. Ensaios de antibiose direta contra diversos fitopatógenos demonstraram que o isolado não inibiu o crescimento da maioria dos isolamentos patogênicos testados. Em condições controladas, o isolado não promoveu o crescimento de plantas de tomateiro, e também não foi capaz de controlar Meloidogyne incognita. Porém foi capaz de aumentar a produtividade na cultura do tomateiro sob cultivo protegido e comprovar a capacidade de indução de resistência em plantas de tomateiro, quando desafiadas com Pseudomonas syringae pv. tomato. Em condições de campo, B. cereus não conseguiu controlar a epidemia de Phythophtora infestans, mesmo quando diferentes formas de dispensa da rizobactéria foram testadas, e não foi capaz de promover o crescimento de plantas de tomateiro. Em experimento realizado em infectario observou- se uma menor suscetibilidade a murcha bacteriana (Ralstonia solanacearum), permitindo que plantas de tomateiro advindas de sementes microbiolizadas com B. cereus apresentassem uma menor incidência da doença por um período de 30 dias, quando a severidade da doença igualou- se nos dois tratamentos, demonstrando que o isolado não foi efetivo em controlar a epidemia. Estudos Visando a manipulação e otimização de fatores relacionados as habilidades fisiológicas e bioquímicas do isolado fazem-se necessários para o conhecimento e exploraoção máxima de suas potencialidades, como futuros trabalhos de formulação, possibilitando a obtenção de um produto passível de utilização na produção de culturas de alto valor comercial, minimizando o uso de agrotóxicos e favorecendo a prática de uma agricultura ecologicamente correta.Item Biochemical and physiological responses of common bean infected by Sclerotinia sclerotiorum mediated by oxalic acid and phosphites and diagrammatic scale for assessment of white mold severity(Universidade Federal de Viçosa, 2018-03-21) Nacarath, Inaia Rhavene Freire Fagundes; Rodrigues, Fabrício Avila; http://lattes.cnpq.br/7384436231357190White mold, caused by Sclerotinia sclerotiorum, is one of the most devastating diseases of common bean worldwide. The wide range of hosts (>400 species) and the fungus’ ability to survive for many years on the soil as sclerotia make disease management very difficult. Despite the importance of white mold, many aspects of the host-fungus interaction remain elusive. Here, a series of experiments was conducted to assess the biochemical and physiological changes mediated by oxalic acid (OA, the main pathogenic material secreted by S. sclerotiorum), phosphites in the common bean-S. sclerotiorum interaction as well as a diagrammatic scale for assessment of white mold severity (WMS). Firstly, we performed biochemical and physiological analyses to investigate the role of oxalic acid (OA) during S. sclerotiorum infection. To this end, common bean plants were sprayed with water or OA (referred to as –OA and +OA plants, respectively) and either challenged or not with a wild type (WT) and an OA-defective mutant (A4) of S. sclerotiorum. Irrespective of OA spray, WT isolate was more aggressive than A4 isolate, and spraying OA increased OA concentration in the leaflets and the aggressiveness of both isolates. Biochemical limitations were found to be behind S. sclerotiorum- induced photosynthetic impairments, notably for the +OA plants inoculated with WT isolate. Inoculated plants were not able to fully capture and exploit the collected energy as a result photochemical dysfunctions, which were potentiated by OA. With exception of catalase activity (CAT), there were increases in the activities of antioxidant enzymes, remarkably for plants that were inoculated with WT isolate. OA attenuated most of such increases, thereby increasing generation of superoxide and hydrogen peroxide and the concurrent damage to the host cell membranes, as evidenced by the increases in malondialdehyde (MDA) concentration. In the second experiment, we investigated physiological changes in common bean plants that were sprayed with water, zinc (Zn) or copper (Cu) phosphites and challenged or not with S. sclerotiorum. In vitro assays revealed that Zn and Cu phosphites inhibited fungal growth in a dose-dependent manner, but the latter was more fungitoxic. Lesion area and white mold severity were reduced by Zn and Cu phosphites, but the former was more effective. Sclerotinia sclerotiorum infection dramatically impaired plant photosynthesis, but such impairments were greatly abrogated in the Zn and Cu phosphite-treated plants. Concentrations of chlorophyll a + b and carotenoids were decreased in inoculated plants, but lower decreases were recorded in the presence of Zn and Cu phosphites. In the last study, we investigated whether Zn and Cu phosphites potentiate biochemical defenses of common bean against white mold. Histopathological analysis showed fewer fungal hyphae and less collapse of the mesophyll cells in the Zn and Cu phosphite-treated plants relative to the control. The S. sclerotiorum-triggered accumulation of reactive oxygen species, OA and MDA were constrained as a result of Zn and Cu phosphites sprays. In general, the activities of the antioxidant and defense enzymes at early stages of pathogen infection were higher in Zn- and Cu-sprayed plants than in their non-sprayed counterparts. Concentrations of total soluble phenols and lignin-thioglycolic acid derivatives in the inoculated plants were not affected by the Cu phosphite treatment, but they were higher and lower, respectively, in the Zn phosphite treatment at 60 hai than in the control. In conclusion, our results showed that OA enhance biochemical limitations to photosynthesis, photochemical dysfunctions and oxidative stress in common bean leaflets during the infection process of S. sclerotiorum. Additionally, we provide novel evidences of the potential of Zn and Cu phosphites in attenuate the physiological impairments and shed light on the biochemical defense mechanisms involved in the Zn and Cu phosphites-mediated suppression of white mold in common bean. In the fourth experiment, we develop SADs consisting of eight color images of diseased leaflets with severity values that ranged from 0.4 to 53.7%. Twenty raters [10 experienced (ER) and 10 inexperienced (IR)] validated the SADs by assessing the same set of 50 images twice, the first without SADs and the second using it as an aid. The SADs significantly improved both accuracy and precision for IR, whereas for ER only precision (r) was improved by SADs. The SWM estimates were also more reliable because inter-rater reliability (coefficient of determination, R 2 ) was significantly increased for both ER and IR by using SADs. Therefore, the SADs presented is thought to be a valuable tool to provide accurate, precise and reliable estimates of the SWM on common bean.Item Biochemical changes in soybean leaves infected by Corynespora cassiicola(Universidade Federal de Viçosa, 2014-07-31) Fortunato, Alessandro Antônio; Rodrigues, Fabrício Ávila; http://lattes.cnpq.br/5148056238371706Soybean target spot, caused by the fungus Corynespora cassiicola, has become an important disease on soybean fields in Midwest Brazil nowadays, causing yield losses from 20 to 40%. However, information regarding how soybean plants responds to C. cassiicola infection, especially considering the antioxidant defence system and the induction of basal defence, is still incipient. Therefore, the aim of this work was to investigate at the biochemical responses soybean plants from two cultivars (TMG 132 and FUNDACEP 59) to C. cassiicola. In the first study, it was measured the superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), peroxidase (POX), ascorbate peroxidase (APX), glutathione peroxidase (GPX), glutathione reductase (GR), glutathione S-transferase (GST) and lipoxigenase (LOX) activities as well as the concentrations of ascorbate (AsA), malondialdehyde (MDA), hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) and superoxide (O 2 •- ). The disease was significantly reduced in leafleats from cv. FUNDACEP 59 compared to cv. TMG 132. In general, upon infection SOD, CAT, POX, APX, GPX, GR and GST activities were significantly higher, regardless of cultivar, in comparison to the control plants. However, LOX activity in soybean plants was lower upon infection regardless of cultivar. The concentration of AsA increased in both cultivars in response to C. cassiicola. The cultivars presented similarities regarding the biochemical responses studied during pathogenesis. However, SOD, APX, GPX and GR activities in inoculated plants from cv. FUNDACEP 59 and as well as the concentration of AsA were increased compared to the same plants from cv. TMG 132. There were observed significant increases in the concentrations of MDA, H 2 O 2 and O 2 •- , especially in diseased plants from cv. TMG 132. The results in the present study indicate that a more efficient antioxidant system in soybean plants, especially for cv. FUNDACEP 59, limited the damage caused by ROS in leave tissues. In the second study, it was determined the ß-1-3-glucanase (GLU), chitinase (CHI), phenylalanine ammonia-lyase (PAL), peroxidase (POX), polyphenoloxidase (PPO) activities as well as the concentration of total soluble phenolics (TSP) and lignin-thioglycolic acid (LTGA) derivatives. As observed in the first study, the disease was significantly reduced in the cv. FUNDACEP 59 compared to cv. TMG 132. GLU, CHI, PAL, POX and PPO activities as well as the concentration of LTGA derivatives significantly increased for the inoculated plants, regardless of cultivar, in comparison to the non-inoculated uponx fungal infection. Moreover, significant differences between inoculated plants from both Amancha alvo da soja, causada pelo fungo Corynespora cassiicola, tornou-se uma importante doença em campos de soja no Centro-Oeste Brasil hoje em dia, causando perdas de produtividade de 20 a 40%. No entanto, informações sobre como as plantas de soja respondem à infecção de C. cassiicola, especialmente considerando o sistema de defesa antioxidantiva e a indução de defesa basal, ainda é incipiente. Portanto, o objetivo deste trabalho foi investigar as respostas bioquímicas de plantas de soja de duas cultivares (TMG 132 e FUNDACEP 59) à C. cassiicola. No primeiro estudo, foram medidas as atividades de superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT), peroxidase (POX), peroxidase do ascorbato (APX), peroxidase da glutationa (GPX), glutationa redutase (GR), glutationa S-transferase (GST) e lipoxigenase (LOX), bem como as concentrações de ascorbato (ASA), aldeído malônico (MDA), peróxido de hidrogênio (H 2 O 2 ) e de superóxido (O 2 •- ). A doença foi significativamente reduzida nos folíolos da cv. FUNDACEP 59 em comparação com a cv. TMG 132. Em geral, após a infecção as atividades de SOD, CAT, POX, APX, GPX, GR e GST foram significativamente maiores, independente da cultivar, em comparação com as plantas do controle. No entanto, a atividade de LOX em plantas de soja foi menor independente da cultivar. A concentração de AsA aumentou em ambas as cultivares em resposta a C. cassiicola. As cultivares apresentaram semelhanças quanto as respostas bioquímicas estudadas durante a patogênese. No entanto, as atividades de SOD, APX, GPX e GR em plantas inoculadas da cv. FUNDACEP e 59, bem como a concentração de AsA aumentaram em comparação com as mesmas plantas provenientes da cv. TMG 132. Foram observados aumentos significativos nas concentrações de MDA, H 2 O 2 e O 2 •- , especialmente nas plantas doentes da cv. TMG 132. Os resultados do presente estudo indicam que um sistema antioxidante mais eficiente em plantas de soja, especialmente para o cv. FUNDACEP 59, limitou os danos causados por ROS nos tecidos foliares. No segundo estudo, determinou-se as atividades de β-1-3-glucanase (GLU), quitinase (QUI), fenilalanina amônia-liase (FAL), peroxidase (POX), polifenol oxidase (PFO), bem como a concentração de compostos fenólicos solúveis totais (CFST) e lignina ácido- tioglicólico (LATG). Como observado no primeiro estudo, a doença foi significativamente reduzida na cv. FUNDACEP 59 em relação a cv. TMG 132. Asviii atividades de GLU, QUI, FAL, POX e PFO, bem como a concentração de LATG aumentaram significativamente para as plantas inoculadas, independentemente da cultivar, em comparação com as não-inoculadas após a infecção fúngica. Além disso, diferenças significativas entre as plantas inoculadas de ambas as cultivares ocorreu apenas para PPO e LATG. Não houve diferença na concentração de TSP das plantas inoculadas, independentemente da cultivar, em comparação com as não-inoculadas durante a infecção. No entanto, após a infecção plantas da cv. FUNDACEP 59 tiveram um rápido e significativo aumento em TSP em comparação com as mesmas plantas provenientes da cv. TMG 132. Os resultados do presente estudo indicam que um aumento precoce na atividade da PPO e nas concentrações de TSP e LTGA em plantas de soja foram importantes para resistência à mancha alvo, especialmente para a cv. cultivars occurred only for PPO and LTGA derivatives. There was no difference in the concentration of TSP from inoculated plants, regardless of cultivar, compared to non- inoculated during infection. However, upon infection plants from cv. FUNDACEP 59 had an early and significant increase in TSP compared to the same plants from cv. TMG 132. The results from the present study indicate which an early increase in PPO activity and concentrations of TSP and LTGA in soybean plants were important for resistance to target spot, especially for the cv.