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Submitted by YEIRME YANETH JAIMES SUÁREZ (yeirme@gmail.com) on 2016-03-01T20:33:52Z No. of bitstreams: 1 Yeirme Y Jaimes Suárez_tese.pdf: 2146431 bytes, checksum: b6af8372151d9a3bc84f1f5df19dfdec (MD5) Approved for entry into archive by Sandra Manzano de Almeida (smanzano@marilia.unesp.br) on 2016-03-03T17:32:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 jaimessuarez_yy_dr_bot_par.pdf: 444179 bytes, checksum: ab9785004f479c1061093169c3064443 (MD5) Made available in DSpace on 2016-03-03T17:32:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 jaimessuarez_yy_dr_bot_par.pdf: 444179 bytes, checksum: ab9785004f479c1061093169c3064443 (MD5) Previous issue date: 2016-02-25 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) A Moniliase do cacaueiro, causada pelo fungo Moniliophthora roreri, é uma das doenças mais devastadoras do cacaueiro na região oeste da América do Sul e Central, por exemplo, a região do Vale do Magdalena na Colômbia, considerada o possível centro de origem para á espécie. Para analisar a diversidade genética foram utilizados isolados dos estados de Santander, Antioquia, Tolima e Huila da Colômbia utilizando vinte-três marcadores microssatélites (SSR). No total, 117 genotipos multilocus diferentes se encontraram entre os 120 isolados, cada um representado como um haplotipo único. O índice de associação observado e estandardizado (IA e řd) indicaram que as populações de M. roreri são clonais. Além disso, dada a alta diversidade de haplotipos com desequilíbrio de ligação se sugere que M. roreri poderia ser uma espécie assexual possivelmente com recombinação rara ou parcial devida à parasexualidade. Enquanto a estrutura populacional, três grupos geográficos foram reconhecidos entre os isolados utilizando métodos de agrupamento bayesianos. Resultados similares se obtiveram depois do analises discriminante de componentes principais (DAPC), analise de coordenadas principais (PCA) e a arvore de semelhança com os loci dos microssatélites baseados na distância de Nei. A identificação destes agrupamentos explicasse pela diferenciação geográfica e clones de cacaueiro e variáveis ambientais não contribuem significativamente à diferenciação genéticas entre os grupos. Em relação a epidemiologia da doença foi monitorada a incidência da moniliase no tempo e no espaço em clones com diferente grau de resistência em quatro localidades do Estado de Santander entre Julho de 2013 até Maio de 2015. O modelo linear generalizado se utilizou para analisar o progresso temporal e espacial da Moniliase. A distribuição de Poisson com função de ligação logarítmica se selecionou pela superdispersão dos dados. Uma interação significativa se encontrou entre os clones e localidades sobre os parâmetros epidemiológicos. O clone suscetível SCC 61 apresentou o maior intensidade de doença na maioria das localidades, a exceção de San Vicente onde tive o mais baixo nível. A localidade de San Vicente apresentou a mais baixa intensidade de doença em todos os clones de cacaueiro, quando comparado com as outras localidades. Depois de aplicar o teste de Moran I aos dados de frutos doentes cortados no centro de pesquisa La Suiza, foi evidente a autocorrelação espacial. O estudo da dinâmica demostrou que as epidemias da moniliase variam de acorde com a localidade e o material vegetal e sua localização no campo. As informações obtidas neste trabalho podem ser empregadas para melhorar o manejo da moniliase ao nível regional e as práticas deverão ser ajustadas considerando a variação do microambiente. Frosty pod rot disease (FPR) on cocoa, caused by Moniliophthora roreri, is one of the most devastating cocoa diseases in the Western Hemisphere, including the Magdalena Valley areas in Colombia, which is considered the possible center of origin for the species. We analyzed the genetic diversity of isolates from the states Santander, Antioquia, Tolima and Huila of Colombia using twenty-three simple sequence repeats (SSR) markers. In total, 117 different multilocus genotypes were found among 120 isolates, each one represented as a unique haplotype. The observed and standardized index of association (IA and řd) indicates that the populations of M. roreri are clonal populations. Furthermore, given the high haplotype diversity with linkage disequilibrium are suggest that M. roreri could be an asexual species possibly undergoing rare recombination or partial recombination due to parasexuality. Three geographical groups were recognized among the isolates using Bayesian clustering methods. Similar results were obtained after discriminant analysis of principal components (DAPC), principal coordinate analysis (PCA) and a neighbor-joining tree from microsatellite loci based on Nei distance. The identified clusters where explained by geographical differentiation and cacao clones and environmental variables did not contribute significantly to the genetic differentiation between groups. Regarding to the disease epidemiology, incidence of Frosty Pod Rot (FPR) disease, caused by Moniliophthora roreri, in time and space on clones with different level of resistance were investigated in four localities of Santander State between July 2013 and May 2015. Generalized linear model was used to analyze the temporal and spatial progress of FPR. Poisson distribution with logarithm link function was chosen because of data overdispersion. A significant interaction was found between clones and localities on epidemics parameters. The susceptible clone SCC61 had the higher levels of disease in the most localities, excepted in San Vicente where it obtained the lower level. The locality in San Vicente had the lower levels of disease in all cacao clones, when compared with the other localities. After applied Moran’s I test to data of cut disease pod in La Suiza Research Center, were evident in spatial autocorrelation. The dynamic study provide that FPR epidemics vary according to location and plant material and its location on the plot. The information obtained in this word could be used to improve the management of FPR at the regional level and the practices will be adjusted to local level considering microenvironmental variation. PEC PG 042/2012

Trichoderma koningiopsis Th003 ha mostrado alta eficacia en el control de diferentes fitopatógenos incluyendo Fusarium oxysporum, agente causal de la pudrición del cuello y la raíz del tomate (Solanum lycopersicum Mill.). Con el propósito de estudiar si este agente tiene la capacidad para inducir respuestas sistémicas de defensa, se utilizó como patosistema modelo Fusarium oxysporum -tomate, cuyas plantas se establecieron en cubos de enraizamiento con el sistema radical separado en dos porciones. Cuando Th003 se inoculó en una porción de la raíz 96 h antes de inocular en la otra porción F. oxysporum, se presentó un retraso de la colonización del fitopatógeno en el sistema vascular de la planta, en comparación con las plantas inoculadas solamente con el fitopatógeno. Este resultado sugiere que Th003 estimuló respuestas sistémicas de defensa en la planta, dado que el antagonista y el fitopatógeno permanecieron separados espacialmente. El microorganismo biocontrolador formulado como gránulos dispersables, se aplicó en un cultivo comercial de tomate bajo invernadero y redujo significativamente la incidencia de la pudrición del cuello y las raíces del tomate en 35%, en comparación con el testigo absoluto. El hongo T. koningiopsis Th003 demostró habilidad para controlar F. oxysporum f. sp. radicislycopersici mediante inducción de respuestas de defensa sistémica en las plantas de tomate. Trichoderma koningiopsis Th003 has proved to be an efficient biocontrol agent of different plant pathogens including Fusarium oxysporum, causing agent of tomato crown and root rot. With the aim to studying whether Th003 has the ability to induce defense systemic responses to control Fusarium oxysporum infection, tomato plants (Solanumlycopersicum Mill.) were sown in pots using split root modified method. When Th003 was applied to one root portion 96 h before inoculating F. oxysporum in the other root portion, delayed colonization of the plant's vascular system was observed as compared with plants inoculated only with the pathogen. Since the antagonist and the pathogen remained spatially separated in the host, the protection effect in plants was attributed to a systemic activity induced by Th003. In a commercial greenhouse the biopesticide based upon Th003 reduced significantly (PF. oxysporum f. sp. Lycopersici, compared with untreated control. T. koningiopsis Th003 showed ability to control F. oxysporum f. sp. radicis-lycopersici by inducing systemic defense responses in tomato plants.

Cadmium (Cd) is a biologically nonessential heavy metal that can cause toxic effects in plants, animals, and humans. In the cultivation of cocoa in Latin America, high concentrations of this element have been reported, exceeding the levels accepted by the European Union, compromising the safety of the final products and exports of the crop. In Colombia, cocoa cultivation is developed mainly under agroforestry systems (SAF), being important to identify and quantify the contribution of the companion species of the SAF and its contribution to the natural cycle of cadmium, for which the effect and accumulation were evaluated. of cadmium on the growth of four timber species associated with cocoa SAF (Tabebuia rosea, Terminalia superba, Pseudosamanea guachapele, Cariniana pyriformis) and nine cocoa genotypes (Theobroma cacao L.) used as rootstocks. This work was developed at the La Suiza - Agrosavia Research Center, using hydroponic substrate under greenhouse conditions, establishing one experiment per species studied, under a completely randomized design with three repetitions, three treatments were applied with increasing doses of cadmium (0, 6 and 12 ppm). Growth variables were recorded, and destructive tissue samples were made to quantify the Cd concentration at 120, 150 and 180 days after sowing. The foresters T. superba and A. guachapele presented the highest yield in biomass and accumulation of Cd in the shoots, demonstrating in turn the best tolerance of the forest species evaluated at 6 ppm of Cd, standing out with an important potential to restore soils contaminated by Cd. On the other hand, a group of cocoa genotypes with low Cd accumulation (IMC-67, PA46, PA-121) was found, concentrating most of the cadmium in the roots and one promoting a low translocation towards aerial tissues. These results suggest that there is important evidence on the way forward in cocoa crop breeding, linking agroforestry arrangements with phytoremediation 4 principles and selecting cocoa genotypes with low translocation and accumulation of Cd that mitigates the bioaccumulation of the metal in the bean. cocoa. LISTA DE TABLAS ............................................................................................................... VI LISTA DE FIGURAS ............................................................................................................ VII RESUMEN ............................................................................................................................. 1 ABSTRACT ............................................................................................................................ 3 INTRODUCCION GENERAL ................................................................................................. 5 MARCO TEÓRICO ................................................................................................................ 8 Origen e importancia del cultivo del cacao ......................................................................... 8 Metales pesados ...............................................................................................................10 El cadmio en la interfaz suelo-planta .................................................................................11 El cadmio en los alimentos y en la salud humana .............................................................14 Tecnologías de fitorremediación ........................................................................................15 Especies forestales usadas en la fitorremediación ............................................................18 Mecanismo de absorción del cadmio.................................................................................19 Partición de cadmio dentro de la planta .............................................................................20 Diferencias genotípicas en la absorción y partición de cadmio ..........................................21 Tolerancia de plantas al cadmio ........................................................................................21 REFERENCIAS.....................................................................................................................22 Capítulo 1 Dinámica en la acumulación de cadmio en nueve genotipos de cacao (Theobroma cacao L.) ................................................................................................................................... 36 RESUMEN ............................................................................................................................37 ABSTRACT ...........................................................................................................................39 INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................40 MATERIALES Y MÉTODOS .................................................................................................44 Localización del área experimental ...................................................................................44 Establecimiento de los experimentos ................................................................................44 Variables de crecimiento y contenido de cadmio ...............................................................45 Diseño experimental y análisis estadístico ........................................................................47 RESULTADOS ......................................................................................................................47 DISCUSIÓN ..........................................................................................................................52 CONCLUSIONES .................................................................................................................56 RECOMENDACIONES .........................................................................................................57 REFERENCIAS.....................................................................................................................58 Capítulo 2 Dinámica de la acumulación y potencial para fitorremediación de cadmio de las especies Tabebuia rosea (Bertol.) DC, Terminalia superba Engl. & Diels, Albizia guachapele (Kunth) Dugand, Cariniana pyriformis Miers asociadas al cultivo de cacao. .............................. 81 RESUMEN ............................................................................................................................82 ABSTRACT ...........................................................................................................................84 INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................86 MATERIALES Y MÉTODOS .................................................................................................90 Localización del área experimental ...................................................................................90 Desarrollo del experimento hidropónico ............................................................................90 Variables de crecimiento y contenido de cadmio ...............................................................91 Diseño experimental y análisis estadístico ........................................................................92 RESULTADOS ......................................................................................................................93 DISCUSIÓN ..........................................................................................................................98 CONCLUSIONES ............................................................................................................... 101 REFERENCIAS................................................................................................................... 103 El cadmio (Cd) es un metal pesado biológicamente no esencial que puede causar efectos tóxicos en plantas, animales y humanos. En el cultivo de cacao de Latinoamérica se han reportado altas concentraciones de este elemento, superando los niveles aceptados por la Unión Europea, comprometiendo la inocuidad de los productos finales y las exportaciones del cultivo. En Colombia, el cultivo de cacao se desarrolla principalmente bajo sistemas agroforestales (SAF), siendo importante identificar y cuantificar el aporte de las especies acompañantes de los SAF y su contribución al ciclo natural del cadmio, por lo que se evaluó el efecto y la acumulación del Cd sobre el crecimiento de cuatro especies de maderables asociadas al SAF del cacao (Tabebuia rosea, Terminalia superba, Pseudosamanea guachapele, Cariniana pyriformis) y nueve genotipos de cacao (Theobroma cacao L.) usados comúnmente como portainjertos. Este trabajo se desarrolló en el Centro de Investigación La Suiza – Agrosavia, usando sustrato hidropónico bajo condiciones de invernadero, estableciendo un experimento por especie estudiada, bajo un diseño completamente al azar con tres repeticiones, se aplicaron tres tratamientos con dosis crecientes de cadmio (0, 6 y 12 ppm). Variables de crecimiento fueron registradas y se hicieron muestreos destructivos de tejidos para la cuantificación de la concentración de Cd a los 120, 150 y 180 días después de la siembra. Los forestales T. superba y A. guachapele presentaron el mayor rendimiento en biomasa y acumulación de Cd en los tejidos aéreos, demostrando a su vez la mejor tolerancia de las especies forestales evaluadas a 6 ppm de Cd, destacándose con un potencial importante para restaurar suelos contaminados por Cd. Por otro lado, se encontró un grupo de genotipos de cacao con baja acumulación de Cd (IMC67, PA-46, PA-121), concentrando la mayoría del cadmio en las raíces y una promoviendo una 2 baja translocación hacia los tejidos aéreos. Estos resultados sugieren que existen evidencias importantes sobre el camino a seguir en la fitotecnia del cultivo del cacao, vinculando arreglos agroforestales con principios de fitorremediación y seleccionando genotipos de cacao con baja translocación y acumulación de Cd que permitan mitigar la bioacumulación del metal en el grano de cacao. Maestría Magíster en Biotecnología Trabajos de Investigación y/o Extensión