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Tese (doutorado) — Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Fitopatologia, Programa de Pós-Graduação em Fitopatologia, 2016. A cultura da soja (Glycine max) é afetada negativamente por uma variedade de fatores abióticos e bióticos. Entre os fatores bióticos, destacam-se as doenças e, entre elas, a ferrugem-asiática da soja, causada pelo fungo Phakopsora pachyrhizi. De modo a contribuir no entendimento das relações planta-patógeno, um estudo proteômico foi proposto a fim de verificar proteínas envolvidas na defesa da planta contra este patógeno, o qual tem causado grandes perdas sobre esta cultura. Duas cultivares de soja foram utilizadas: BRSGO-7560 (resistente) e M-SOY-8001 (suscetível). No estádio V3/V4, folhas de plantas de ambas as cultivares na condição não inoculada foram coletas e também inoculadas com P. pachyrhizi, as quais foram coletas setes dias após a inoculação. As folhas coletadas em ambas as condições foram submetidas à extração de proteínas na presença de TCA/acetona. Mapas proteômicos bidimensionais (pI 4 a 7) a partir de folhas foram gerados nas condições não inoculada e inoculada, a fim de correlacionar os proteomas de ambas as cultivares visando à identificação de proteínas com abundância relativa significativa. Os peptídeos foram identificados por cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas (LC-MS/MS). Neste estudo foram encontradas proteínas relacionadas à defesa contra o patóteno, tais como: proteínas de choque térmico (HSP70), 1-desoxi-D-xilulose-5-fosfato reductoisomerase, glutamina sintetase, glutationa S-transferase classe DHAR, superóxido dismutase, proteína cloroplástica potencializadora de oxigênio, frutose–bifosfato aldolase, ascorbato peroxidase 1 citosólica e anidrase carbônica. Os resultados obtidos indicam a estratégia proteômica como uma abordagem a ser explorada no estudo das interações planta-patógeno. Soybean (Glycine max) is negatively affected by a variety of abiotic and biotic factors. Among the biotic factors, soybean Asian rust, caused by Phakopsora pachyrhizi stands out. In order to contribute to the understanding of this plant-pathogen interaction, a proteomic study was proposed to verify proteins involved in plant defense against this pathogen. Two soybean cultivars were used: BRSGO-7560 (resistant) and M-SOY-8001 (susceptible). In stage V3/V4, leaves of both cultivars not inoculated were colleted and to inoculated with P. pachyrhizi, seven days after inoculation leaves were collected and subjected to protein extraction in the presence of TCA / acetone. Two dimensional proteomic maps (pI 4 to 7) from leaves were generated in non-inoculated and inoculated condition, with the objective to correlate the proteomes of both cultivars of proteins with significant relative abundance. Peptides were identified by liquid chromatography coupled to mass spectrometry (LC-MS /MS). In this study were observed proteins related to defense against the pathogen, such as: heat shock proteins (HSP70), 1- Deoxy-D-xylulose 5-phosphate reductoisomerase, glutamine synthetase, DHAR class glutathione S-transferase, superoxide dismutase, oxygen-evolving enhancer protein chloroplastic, fructose-bisphosphate aldolase, cytosolic ascorbate peroxidase 1 and carbonic anhydrase. The results obtained are supported in the literature and indicate proteomics strategy as an approach to be explored in the study of plant-pathogen interactions.

Soybean (Glycine max (L.) Merrill) is a crop of great economic importance. Brazil is the second largest producer and exporter. One of the most serious disease problems of this culture is the cyst nematode Heterodera glycines (Ichinohe), considered as its most destructive parasite. The first occurrence of this disease in Brazil was reported in the 1991/1992 harvest. Nematode control is more difficult than that of other pathogens. Therefore, it becomes increasingly important to search for effective alternative control methods, reducing contamination risks to the environment and to the applicator. Thus, the bacterium Pasteuria spp. represents a promising, highly specific, agent for biological control of nematodes. The biological control of soybean cyst nematode by the bacterium Pasteuria nishizawae has proven an excellent choice and is being studied by many researchers. The objectives of this study were to determine the natural occurrence of Pasteuria nishizawae in Brazilian soils and compare infectivity in resistant soybean (P98Y12) and susceptible (experimental) cultivars, determining the efficiency of a product based on Pasteuria nishizawae in the control of Heterodera glycines. The tests were conducted in a greenhouse in Syngenta Research Unit in Uberlândia - MG, as well as in the Nematology Laboratory of the same Institution. Evaluations of field trials consisted of quantification of naturally occurring bacterium in soils, of the number of juveniles penetrated in each root system, of the number of cysts and of the number of eggs per cyst. Significant differences were observed in juvenile penetration rate between the resistant and susceptible soybean cultivars, which was greater in the susceptible one. Female indices were smaller in the susceptible cultivar after treatment with biological product. As Pasteuria nishizawae doses increased, juvenile penetration in roots and number of cysts formed decreased. A soja (Glycine max (L.) Merrill) é uma cultura de grande importância econômica. O Brasil é o segundo maior produtor e exportador mundial. Um dos mais sérios problemas fitossanitários desta cultura é o nematoide do cisto, Heterodera glycines (Ichinohe), considerado o parasito mais destrutivo. A primeira ocorrência desta doença no Brasil foi relatada na safra 1991/1992. O controle de nematoides é mais difícil quando comparado com outros patógenos. Torna-se cada vez mais importante a busca de efetivo controle alternativo, que não ofereça risco ao meio ambiente e nem ao aplicador. Sendo assim, a bactéria Pasteuria spp. representa um promissor agente de controle biológico dos nematoides, apresentando alta especificidade. O controle biológico do nematoide do cisto da soja pela bactéria Pasteuria nishizawae têm se mostrado uma excelente opção e vem sendo estudada por diversos pesquisadores. Os objetivos deste trabalho foram determinar a ocorrência natural de Pasteuria nishizawae em solos brasileiros, além da comparação de infectividade entre cultivares de soja resistente (P98Y12) e suscetível (cultivar experimental) ao nematoide de cisto, avaliando-se, também, a eficiência de um produto a base de Pasteuria nishizawae no controle de Heterodera glycines. Os ensaios foram conduzidos em casa-de-vegetação na Unidade de Pesquisa da Syngenta em Uberlândia MG, bem como no Laboratório de Nematologia da mesma Instituição. Nos ensaios, avaliações ocorreram quanto à frequência da bactéria encontrada naturalmente nos solos, além da quantificação do número de juvenis penetrados por sistema radicular, contagem do número de cistos e ovos por cisto. Entre as cultivares de soja resistente e suscetível, houve diferença na taxa de penetração de juvenis, sendo maior na cultivar suscetível. Para a cultivar suscetível, os índices de fêmeas encontrados foram menores no tratamento com o produto biológico. Conforme se aumentou as doses de Pasteuria nishizawae, houve redução da penetração de juvenis nas raízes e número de cistos formados. Mestre em Agronomia

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Doenças causadas por fitopatógenos habitantes do solo são de difícil manejo, como é o caso de tombamentos causados por Rhizoctonia solani em culturas economicamente importantes no Brasil. A busca por tecnologias que possam contribuir com o manejo desta doença se torna de extrema importância e o biocontrole com microrganismos antagonistas é uma vertente a ser explorada. O objetivo deste trabalho foi avaliar diferentes espécies do gênero Clonostachys no biocontrole de tombamentos por R. solani em plantas de feijão e soja. Foram realizados dois bioensaios: em casa de vegetação com plantas de feijão e soja e em campo comercial de soja com histórico de infestação natural por fitopatógenos habitantes do solo. No primeiro, foi avaliado o efeito de dez isolados de nove espécies de Clonostachys, aplicados via tratamento de sementes (TS) ou via solo (AS), sobre a percentagem de emergência das plântulas em solo artificialmente infestado com R. solani. A incidência desses isolados nas raízes, sem e com desinfestação superficial, também foi avaliada. No segundo bioensaio, tratamentos compostos por duplas de isolados de três espécies de Clonostachys foram aplicados no sulco do plantio, de maneira individual ou combinada com um biofertilizante comercial; e a percentagem de emergência de plântulas e produtividade de grãos foram avaliadas. Em casa de vegetação, a aplicação de Clonostachys spp. via AS resultou em melhores índices de porcentagens de emergência das plântulas do que via TS. Dentre os dez isolados aplicados no solo, seis foram eficientes no biocontrole de tombamento em pré-emergência causada por R. solani no feijão, e oito isolados na soja, resultando em valores de emergência entre 40 e 80%, em contraste com percentagens de emergência entre 0 e 15% no controle com solo infestado com o fitopatógeno. O efeito de biocontrole de três isolados foi contrastante entre soja e feijão, evidenciando o efeito do hospedeiro na interação. A rizocompetência da maioria dos isolados não se relacionou com o biocontrole exercido por eles. No campo, a incidência natural de tombamentos foi pequena, provavelmente em decorrência do clima seco e quente no norte do Paraná no segundo semestre de 2020. Dessa forma, o efeito da aplicação de Clonostachys spp. no biocontrole não pôde ser avaliado. Conclui-se que, além de C. rosea, outras espécies do gênero são antagonistas úteis para o biocontrole de doenças causadas por R. solani e que, para alguns isolados, a planta hospedeira parece influenciar diretamente o efeito de controle. Palavras-chave: Tombamento. Rizocompetência. Antagonismo. Soil-borne diseases such as damping-off caused by Rhizoctonia solani are challenging to manage. The search for technologies that contribute to the management of this disease is significant, and biocontrol with antagonistic microorganisms is an excellent tool to be explored. This study aimed to evaluate different species of the ubiquitous genus Clonostachys against the damping-off caused by R. solani in common bean and soybean. Two bioassays were carried out: one under a greenhouse environment with common bean and soybean seedlings and another in a commercial soybean field naturally infested by soil-borne pathogens. In the first assay, the effect of the treatment with ten isolates of nine species of Clonostachys spp. isolates on seedling emergence, applied via seed treatment (TS) or via soil application (AS) was evaluated. The incidence of the isolates colonization in the roots, with and without disinfestation, was also evaluated. In the second bioassay, treatments composed of pairs of isolates of three species of Clonostachys were applied in the planting row, individually or combined with a commercial biofertilizer, to evaluate their effect on seedling emergence and yield. Under the greenhouse, the application of Clonostachys spp. via AS promoted higher seedling emergence percentages than via TS. Among the ten isolates applied to the soil, six were efficient in biocontrol of pre-emergence damping-off caused by R. solani in common bean, and eight isolates in soybean, resulting in an emergence that ranged between 40 and 80%, superior to the control treatment, which had emergence between 0 and 15%. The biocontrol effect of three isolates was compared between the two crop species, and the effect of host was demonstrated. The rhizocompetence of most isolates was not correlated with their biocontrol activity. The biocontrol by Clonostachys spp. in the field could not be evaluated due to the low natural incidence of seedling damping-off in the second semester of 2020, probably due to the dry and hot climate conditions in northern Paraná. We concluded that other species from this genus, besides C. rosea, might be valuable antagonists against R. solani, and for some isolates, the host seems to influence their biocontrol effect directly. Keywords: Damping-off. Rhizocompetence. Antagonisms.

Orientador: Prof. Dr. Daniel Ricardo Sosa-Gómez Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas (Entomologia). Defesa : Curitiba, 29/04/2021 Inclui referências Área de concentração: Entomologia Resumo: A soja, Glycine max (L.) Merrill, há décadas, apresenta crescimento em área e produção e, esta expansão mundial, é resultado da estruturação de um sólido mercado internacional. Com extensas áreas cultivadas, esta cultura está exposta ao ataque de insetos-praga que podem causar danos no estádio reprodutivo e vegetativo da planta. Anticarsia gemmatalis Hübner, 1818 (Lepidoptera: Erebidae) destaca-se por atacar a cultura e comprometer sua produtividade. Portanto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a diversidade genética e a suscetibilidade de A. gemmatalis a inseticidas biológicos utilizados no seu controle em aplicações conjuntas ou sequenciais com substâncias com prospecção sinérgica com a finalidade de aprimorar a eficiência de bioinseticidas e o manejo da resistência desta espécie. Concentrações variando de 0,025% a 1,5% de ácido bórico, Calcofluor White Stain, Fluorescent Brightener 28 - FB 28 e Umbeliferona, em combinação com isolados de AgMNPV e produtos à base de Bacillus thuringiensis (Dipel®, Xentari® e Agree®) foram incorporados na dieta artificial. Os tratamentos foram oferecidos a lagartas de A. gemmatalis suscetíveis e resistente à proteína Cry1Ac. Os dados indicaram resposta do branqueador óptico Fluorescent Brightener 28 na concentração 0,1%, que em mistura com os bioinseticidas, ocasionou incremento da mortalidade (sinergismo) na população resistente de A. gemmatalis. Os resultados deste estudo além de ser uma alternativa para tornar os produtos para o controle de A. gemmatalis mais eficazes e reduzir o custo de produção, também podem abrir caminhos para novas pesquisas e a descoberta de novas substâncias com ação sinérgica, o que permite as empresas melhorar a qualidade dos seus produtos. Por fim, avaliou-se a estrutura e diversidade genética de A. gemmatalis provenientes em diferentes regiões produtoras de soja no Brasil por meio de marcadores microssatélites. Foram analisados um total de 134 alelos em 155 indivíduos amostrados. A heterozigosidade observada (Ho) global foi menor do que a heterozigosidade média esperada (He) global, o que indica desvio nas proporções do equilíbrio de Hardy-Weinberg para todas as populações amostradas. A maior parte da variação genética foi encontrada dentro das populações e o índice de diferenciação genética (FST) foi moderado entre as mesmas. A correlação entre distâncias geográficas e distâncias genéticas foi negativa, porém não significativa. Valores positivos e significativos de coeficiente de endogamia (FIS) foram encontrados para a maioria das populações. Não foi verificado efeito de gargalo recente nas cinco populações amostradas. A análise bayesiana de agrupamento genético, a Neighbor-Net e PCoA indicaram a formação de dois e quatro grupos genéticos, respectivamente. Na análise aplicando Neighbor-Net um cluster foi formado pelas populações de Bahia (LemBA) e Mato Grosso (NsjMT) e o segundo cluster composto pelas populações de Goiás (MoGO), Londrina (LonPR) e Rio Grande do Sul (CaRS). Para a análise de coordenadas principais (PCoA) o primeiro cluster formado por LemBA; o segundo cluster formado NsjMT; o terceiro cluster formado por MoGO e LonPR; e um quarto cluster formado por CaRS. As populações não encontram-se estruturadas, indicando fluxo gênico entre elas. Esses resultados enriquecem a biblioteca de microssatélites com a construção e validação de nove primers para A. gemmatalis, e ainda contribuem para o manejo regional da espécie trazendo dados sobre as taxas de fluxo gênico entre as populações, uma vez que, a eficiência da soja Bt depende da taxa de dispersão dos alelos suscetíveis entre a área de refúgio e campos transgênicos. Com aumento da área cultivada com soja e outras culturas hospedeiras, geneticamente modificadas, estes estudos visam contribuir para o manejo integrado de A. gemmatalis. Palavras-chave: Lagarta-da-soja 1. Branqueadores ópticos 2. Proteína Cry1Ac 3. Genética de populações 4. Manejo de Resistência 5. Abstract: Soy, Glycine max (L.) Merrill, has been showing an increase in area and production for decades, and this worldwide expansion is the result of the structuring of a solid international market. With extensive cultivated areas, this crop is exposed to the attack of insect pests that can cause damage in the reproductive and vegetative stages of the plant. Anticarsia gemmatalis Hübner, 1818 (Lepidoptera: Erebidae) stands out for attack and compromise crop productivity. Therefore, the aim of this study was to evaluate the genetic diversity and the susceptibility of A. gemmatalis to biological insecticides used in its control in joint or sequential applications with substances with synergistic prospecting in order to improve the bioinsecticides efficiency and the management of this species resistance. Concentrations ranging from 0.025% to 1.5% of boric acid, Calcofluor White Stain, Fluorescent Brightener 28 - FB 28 and Umbeliferone, in combination with AgMNPV isolates and products based on Bacillus thuringiensis (Dipel®, Xentari® and Agree®) were incorporated into the artificial diet. The treatments were offered to A. gemmatalis caterpillars susceptible and resistant to the protein Cry1Ac. The data indicated the response of the optical brightener Fluorescent Brightener 28 at a concentration of 0.1%, which, when mixed with bioinsecticides, caused a mortality increase (synergism) in the resistant population of A. gemmatalis. The results of this study, in addition to being an alternative to make A. gemmatalis control products more effective and reduce production costs, can also pave the way for new research and the discovery of new substances with synergistic action, which allows the companies to improve the quality of their products. Finally, the genetic structure and diversity of A. gemmatalis from different soy producing regions in Brazil was evaluated using microsatellite markers. A total of 134 alleles were analyzed in 155 sampled individuals. The observed global heterozygosity (Ho) was less than the average global expected heterozygosity (He), which indicates deviation in the proportions of the Hardy-Weinberg equilibrium for all sampled populations. Most of the genetic variation was found within the populations and the genetic differentiation index (FST), was moderate among them. The correlation between geographical and genetic distances was negative, but not significant. Positive and significant values of inbreeding coefficient (FIS) were found for most populations. There was no recent bottleneck effect in the five sampled populations. Bayesian analysis of genetic clustering, Neighbor-Net and PCoA indicated the formation of two and four genetic groups, respectively. In the Neighbor-Net analysis a cluster was formed by the populations of Bahia (LemBA) and Mato Grosso (NsjMT) and the second cluster composed of populations of Goiás (MoGO), Londrina (LonPR) and Rio Grande do Sul (CaRS). For the principal coordinate analysis (PCoA) the first cluster was formed by LemBA; the second cluster formed by NsjMT; the third cluster formed by MoGO and LonPR; and a fourth cluster formed by CaRS. The populations are not structured, indicating gene flow among them. These results enrich the microsatellite library with the construction and validation of nine primers for A. gemmatalis, and also contribute to the regional management of the species by bringing data on gene flow rates among populations, since the efficiency of Bt soybeans it depends on the dispersion rate of susceptible alleles between the refuge area and transgenic fields. With an increase in soy cultivated area and other host crops, genetically modified, these studies aim to contribute to the integrated management of A. gemmatalis. Keywords: Velvetbean caterpillar 1. Optical brighteners 2. Cry1Ac protein 3. Population genetics 4. Resistance management 5.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Fitopatologia, 2020. Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq). O Brasil é o maior produtor mundial de soja (Glycine max) (safra 2019/2020), com áreas cultivadas que vão desde a região Norte até a fronteira Sul do país, sendo a maior região produtora o Cerrado, a Savana Neotropical Sul-americana. Os fatores limitantes na produção dessa cultura incluem fatores abióticos e bióticos. Nas últimas safras, a mancha alvo da soja, causada por Corynespora cassiicola, considerada por muitos anos uma doença secundária, vem apresentando-se com maior importância na região do Cerrado, principalmente no Centro-Oeste do Brasil. No entanto, ainda poucos estudos comparativos foram concluídos neste patossistema. Portanto, os objetivos deste estudo foram: I) comparar o desenvolvimento da mancha alvo da soja em duas regiões do Cerrado, no Distrito Federal e Bahia, relacionando os parâmetros macro e microclimáticos de cada região à doença; II) examinar os padrões de resposta das cultivares de soja à mancha alvo em ambas as regiões e determinar o período de latência da doença em condições controladas; III) relacionar a severidade da doença às perdas de produtividade; IV) verificar a reação cruzada de isolados de C. cassiicola de soja e algodão em cada espécie hospedeira. Dez cvs. comerciais de soja foram testadas em Planaltina, DF e Luís Eduardo Magalhães, BA durante a safra de 2019/2020. As mesmas cvs. foram testadas em casas de vegetação com inoculação artificial de isolados de C. cassiicola em dois ensaios, de primavera/verão e outono/inverno. A precipitação total registrada durante os experimentos de campo foi superior no DF (818,7 mm) do que na BA (460 mm), enquanto as temperaturas foram c. 5 oC mais frescas, com menos dias de temperaturas extremas. Foi registrada maior amplitude de variação da UR do ar durante o dia na BA. No DF foram encontradas maiores intensidades da doença, atingindo 48% de incidência e 19% de severidade ao final do plantio. Os tratamentos com aplicação de fungicidas apresentaram menores intensidades da doença apenas no DF. Os experimentos de campo permitiram a separação das cultivares em quatro grupos, de acordo com os padrões de suscetibilidade à mancha alvo: altamente suscetível, suscetível, moderadamente resistente e resistente. A cv. CD 2827 foi considerada como a mais suscetível à doença, enquanto as cvs. C 2811, C 2830 e C 2834 foram as mais resistentes. Em casa de vegetação houve maior intensidade da doença no ensaio de primavera/verão com severidade média de 17%, enquanto em outono/inverno nenhuma cv. atingiu 5%. A duração dos períodos de latência das cvs. foi geralmente correlacionada com as respectivas reações de resistência. As diferenças das variáveis ambientais entre os ensaios explicaram a redução expressiva da doença na BA e no período de outono/inverno. Foi encontrada relação negativa entre a severidade da doença e a produtividade. Nos estudos de inoculação cruzada, isolados de soja e algodão foram capazes de infectar ambos os hospedeiros, mas diferenças na agressividade foram detectadas. Brazil is the world's largest soybean (Glycine max) producer, with cultivated areas ranging from the Country's Northern region to its Southern border. The largest producing area is located in the Cerrado, the South American Neotropical Savanna. Yield limiting factors of this crop include abiotic components and biotic factors. In the past several growing seasons soybean target spot, caused by Corynespora cassiicola, formerly considered a secondary disease for many years, has increased in importance in the Cerrado region of the Brazilian Midwest. However, few epidemiological studies have been completed on this pathosystem. Therefore, the objectives of this study were: I) to compare the development of soybean target spot in the Cerrado regions of the Federal District (DF) and the state of Bahia (BA), relating the macro and microclimate parameters in each region with the disease; II) to examine the response patterns of soybean cultivars to target spot in both regions, and determine their respective disease latent periods under controlled conditions; III) to relate the severity of the disease to losses in productivity; IV) to verify the cross-reaction of soybean and cotton C. cassiicola isolates to each host species. Ten commercial soybean cultivars were tested in Planaltina, DF and Luís Eduardo Magalhães, BA, Brazil, during the 2019/2020 harvest season. The same cvs. were also tested in greenhouses with artificial inoculation with C. cassiicola in two trials, spring/summer and autumn/winter. The total precipitation recorded during the field experiments was much higher in DF (818.7 mm) than in BA (460 mm), while the temperature was about 5 oC cooler with less extremely hot days. The daytime range in relative humidity was larger in BA than in DF. Greater intensity of the disease was observed in the DF crop, reaching 48% disease incidence and 19% disease severity at season’s end. Treatments with fungicide applications reduced disease intensities only in the DF trial. The field experiments allowed the separation of the cultivars into four groups, according to the patterns of susceptibility to target spot: highly susceptible, susceptible, moderately resistant, and resistant. The cv. CD2827 was considered the most susceptible to the disease, while cvs. C2811, C2830, and C2834 were the most resistant. In the greenhouse there was a higher intensity of the disease in the spring/summer trial with an average severity of 17%, while in autumn/winter no cv. reached 5%. Duration of the cultivars ́ latent periods were generally correlated with the resistance response. The environmental differences recorded during the trials are the probable causes for the expressive lower disease levels recorded in the field in BA and in the greenhouse in the autumn/winter trial. A negative relationship was found between severity and yield. In the cross-inoculation studies isolates of soybean and cotton were able to infect both hosts, but differences in aggressiveness were detected.

Os métodos propostos atualmente para a segmentação de imagens digitais superaram a exatidão e precisão do método visual na estimativa da severidade de doenças foliares. Entretanto, a combinação de fatores como exatidão, precisão, aplicabilidade em uma gama de condições e rapidez, faz com que as estimativas visuais continuem sendo o método mais usado, tanto em ambiente controlado, como em campo. Os objetivos deste estudo foram: (1) avaliar o aprendizado profundo, mais especificamente, as redes neurais convolucionais (CNNs) na segmentação semântica de imagens digitais para estimativa de severidade de doenças e pragas foliares; e (2) investigar os fatores que afetam os desempenhos dos modelos de CNNs na segmentação semântica de imagens digitais. O conjunto de dados de imagem deste estudo reuniu 766 imagens compostas por uma única folha com sintomas cloróticos e necróticos causados por duas doenças fúngicas (ferrugem da soja e mancha bronzeada do trigo) e um inseto-praga (bicho-mineiro do café). As imagens foliares com sintomas de ferrugem da soja e mancha bronzeada do trigo foram capturadas em laboratório, com a iluminação homogênea e o plano de fundo padronizado. Diferentemente, as imagens foliares com sintomas do inseto- praga bicho-mineiro do café foram capturadas em condição de campo, com iluminação irregular e fundo complexo. Três classes semântica foram anotadas manualmente em cada imagem: fundo da imagem, área foliar saudável e área foliar lesionada. Os fatores investigados que poderiam afetar o desempenho dos modelos de CNN foram: plano de fundo da imagem, aumento de dados, resolução da imagem, backbone, número de dobras K na validação cruzada k-fold, algoritmo de otimização e aprendizado por transferência. O modelo de Rede de Pirâmides Características (FPN) tendeu a apresentar o melhor desempenho na segmentação do conjunto de imagens de teste, atingindo uma Interseção-sobre-União (IoU) de 98,9% para o fundo da imagem, 94,1% para área foliar saudável e 79,4% para a área lesionada. Quando previsões em nível de pixel foram usadas para calcular a severidade das folhas, o modelo FPN superou o software Assess, referência para os fitopatologistas, em todas as doenças e pragas analisadas, com coeficientes de concordância de 0,97, 0,98 e 0,98 para ferrugem da soja, mancha bronzeada do trigo e bicho-mineiro do café, respectivamente. Apresentando um método totalmente automático de segmentação, o tempo de inferência e estimativa da severidade dos modelos de CNNs não ultrapassou os 6s, tempo aproximadamente 20 vezes menor que o obtido pelo usuário no modo manual de segmentação do Assess. Os experimentos computacionais mostraram que os fatores analisados tenderam a impactar o desempenho do modelo FPN na segmentação semântica de imagens foliares. Os resultados se mostraram promissores, principalmente pela capacidade dos modelos de segmentar imagens em condições desafiadoras de iluminação e fundo complexo de forma precisa e automática. Palavras-chave: Redes neurais convolucionais. Segmentação semântica. Processamento de imagens. The methods currently proposed for digital image segmentation have surpassed the accuracy and precision of the visual method in estimating the severity of leaf diseases. However, the combination of factors such as accuracy, precision, applicability in a range of conditions and speed of analysis, makes that visual estimates continue to be the most used method, both in a controlled environment and in the field. The objectives of this study were: (1) to evaluate the deep learning, more specifically, the performance of convolutional neural networks (CNNs) in the semantic segmentation of digital images to estimate the severity of diseases and leaf pests; and (2) to investigate the factors affecting the performance of CNN models in the semantic segmentation of digital images. The image dataset of this study gathered 766 images composed of a single leaf with chlorotic and necrotic symptoms caused by two fungal diseases (soybean rust and wheat tan spot) and a pest insect (coffee leaf miner). Leaf images with symptoms of soybean rust and wheat tan spot were obtained in the laboratory, with homogeneous lighting and standardized background. Conversely, the leaf images with symptoms of the coffee leaf miner were captured under field conditions, with irregular lighting and complex background. Three semantic classes were manually annotated on each image: background of the image, healthy and damaged leaf area. The factors investigated that could affect the performance of the CNN models were image background, data increase, image resolution, backbone, number of folds (k) in the k-fold cross-validation, optimization algorithm and transfer learning. The Feature Pyramid Network (FPN) model tended to present the best performance in the segmentation of the test image set, presenting an Intersection-Over-Union (IoU) of 98.9% for the image background, 94.1% for healthy leaf area, and 79.4% for the damaged area. When pixel-level predictions were used to calculate leaf severity, the FPN model outperformed the Assess software, the reference used for plant pathologists, for all diseases and pests analyzed, with concordance coefficients of 0.97, 0.98, and 0.98 for soybean rust, wheat tan spot, and coffee leaf miner, respectively. Presenting a fully automatic segmentation method, the inference time and estimate of the severity of the CNN models did not exceed 6s, a time approximately 20 times shorter than that obtained by the user in the manual mode of segmentation of the Assess. The computational experiments showed that the factors analyzed tended to impact the performance of the FPN model in the semantic segmentation of leaf images. The results were promising, mainly because of the models' ability to segment images under challenging lighting and complex background conditions in an accurate and automatic way. Keywords: Convolutional neural networks. Semantic segmentation. Image processing.

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior A soja é o produto agrícola mais comercializado do Brasil, e representa uma parte impor- tante do seu PIB. Nos últimos anos, a sustentabilidade da produção de soja vem sendo ameaçada pela excessiva dependência no uso de pesticidas convencionais como única forma de controle de insetos pragas. O percevejo marrom da soja, Euschistus heros, é o maior alvo das aplicações desses inseticidas e uma importante praga em América do Sul. A transição para o controle sustentável de E. heros requer o desenvolvimento de estratégias de controle alternativas que possam ser facilmente integradas a programas de Manejo Integrado de Pragas (MIP). Portanto, o objetivo desta tese de doutorado foi pesquisar a potencial combinação de RNA de interferência e controle biológico para o controle sustentável de E. heros em cultivos de soja no Brasil. A resistência a inseti- cidas é uma das principais preocupações quando o controle químico é utilizado como única ferramenta de controle. Com o fim de compreender os riscos e determinar os possíveis mecanismos de resistência a neonicotinoides, duas populações resistentes ao imidaclopride foram selecionadas em condições de laboratório. A primeira população foi selecionada a partir de uma população suscetível de laboratório, enquanto a outra foi selecionada a partir de uma população de campo diagnosticada com falha em controle. As duas populações atingiram níveis consideráveis de resistência, mas para a popu- lação proveniente do campo foram necessárias apenas seis gerações em comparaçãoResumo às 13 gerações da população proveniente do laboratório. A resistência ao imidaclo- pride esteve associada a um incremento na atividade de citocromos P450 nas duas populações resistentes. Porém, a maior atividade dessas enzimas foi acompanhada por um severo custo no desempenho que poderia retardar a ocorrência de populações resistentes a imidaclopride uma vez implementadas medidas preventivas. Dentre as alternativas de controle sustentáveis, o controle biológico usando os parasitoides de ovos Telenemus podisi não só tem o potencial de reduzir as populações de E. heros, mas também de atrasar a evolução de resistência. O desenvolvimento de protoco- los de criação que garantam a constante qualidade e eficiência dos insetos liberados em campo é um fator importante para o sucesso de programas de controle biológico. Assim, estudou-se se regimes flutuantes de temperatura são mais apropriados para a criação em massa de T. podisi do que os regimes constantes que são utilizados atual- mente. O regime flutuante de temperatura foi mais adequado para criação em massa de T. podisi, evidenciado pelo incremento no desempenho e pela redução nos custos estimados de produção. Esses achados sugerem que os parasitoides criados sob o regime flutuante toleram melhor as temperaturas flutuantes que normalmente ocorrem tanto em seu transporte como nos sistemas agrícolas, refletindo-se em um aumento da qualidade e produtividade de T. podisi criados em massa para liberações inundativas. O sucesso dos programas de controle biológico aumentativo usando T. podisi contra E. heros dependerá da integração a outras estratégias sustentáveis de manejo, devido à dificuldade de controlar populações de pragas usando unicamente controle biológico. Neste sentido, o RNA de interferência (RNAi) oferece uma alternativa seletiva e de baixo impacto ambiental para o controle desta praga. Injeção de genes-alvo que codi- ficam proteínas necessárias ao crescimento e desenvolvimento causaram mortalidade significativa e supressão dos transcritos do gene-alvo. O dsRNA (RNA de fita dupla) também foi administrado aos insetos por via oral usando uma dieta artificial contendo diferentes formulações de dsRNA: dsRNA puro, dsRNA com EDTA e dsRNA encap- sulado em lipossomos. A administração via oral de dsRNA puro resultou numa menor eficiência do RNAi, evidenciada pela baixa mortalidade como provável consequência da degradação de dsRNA pelas secreções salivares de E. heros. No entanto, o uso de EDTA e nanopartículas a base de lipídeos melhoraram a administração por via oralResumo do dsRNA. Estas formulações possuem grande potencial para o desenvolvimento de novas estratégias de controle de percevejos baseadas em RNAi, já que evitam que o dsRNA seja degradado enzimaticamente pela saliva. A integração bem-sucedida de inseticidas baseados no RNAi e o controle biológico dependerá da ausência de efeitos adversos ao RNAi no parasitoide T. podisi. Consequentemente, as rotas de exposição e potenciais riscos desta tecnologia foram avaliados. Os parasitoides podem ser expos- tos aos inseticidas baseados em RNAi diretamente pelo consumo de pólen e néctar na vida adulta ou indiretamente durante o desenvolvimento dentro dos ovos do hospedeiro. Adicionalmente, a ingestão de dsRNA específicos reduz o desempenho e a expressão do gene-alvo, demostrando que os adultos de T. podisi podem ser fisiologicamente ex- postos ao dsRNA com atividade inseticida. Não se observaram efeitos adversos na so- brevivência, desenvolvimento ou parasitismo de T. podisi quando tratados com dsRNA desenhados para atingir genes de E. heros. Além disso, os níveis de expressão dos potenciais genes não-alvo testados não foram diminuídos. No entanto, a adoção dos resultados desta tese de Doutorado como ferramentas em programas de Manejo Inte- grado de Pragas na cultura da soja requer ainda mais detalhamento e ensaios. Ainda assim, esses dados suportam a possibilidade de combinar inseticidas baseados em RNAi e controle biológico usando o parasitoide T. podisi dentro de programas de MIP para melhorar a sustentabilidade do controle de E. heros no futuro. Palavras-chave: Euschistus heros. Telenomus podisi. RNAi. Resistência a inseticidas. Regimes flutuantes de temperatura. Soybean is the most commercialized agricultural product in Brazil, and accounts for an important share of its GDP. In recent years, the sustainability of soybean production has been threatened by the over-reliance on conventional pesticide sprays as the only tool for insect pest control. The Neotropical brown stink bug, Euschistus heros, is the main target of those insecticide applications and an important soybean pest in South America. For a transition towards sustainability of E. heros control, the development of alternative control strategies that can be easily integrated into Integrated Pest Man- agement (IPM) programs are required. Therefore, the aim of this PhD dissertation was to investigate the potential for combining RNAi technology and biological control for the sustainable control of E. heros in Brazilian soybean fields. Insecticide resistance is one of the main concerns when using insecticides as a single management tool. To under- stand the risks and to determine possible mechanisms of resistance to neonicotinoids in E. heros, two imidacloprid resistant strains were selected under the laboratory condi- tions. The first strain derived from a laboratory susceptible strain, while the other derived from a field population diagnosed with control failure. Both strains achieved significant resistance levels, but the field derived strain required only six generations of selection in comparison to the 13 generations required by the laboratory-derived strain. The resis- tance to imidacloprid was linked with the enhanced activity of cytochrome P450 in both imidacloprid-resistant strains. But the higher activity of these enzymes was associatedAbstract with severe fitness costs that could delay the occurrence of imidacloprid-resistant strains if preventive management practices are implemented. Among sustainable control meth- ods, biological control using the egg parasitoid Telenomus podisi has the potential not only to suppress E. heros populations, but also to delay the evolution of insecticide resis- tance. Development of rearing protocols that ensure the sustained quality and efficiency of released insect agents in field is an important factor for the success of biological con- trol programs. Thus, we investigated whether a fluctuating thermal regime can be better for the mass rearing of T. podisi than the constant regime that is currently used. The fluctuating thermal regime was more suitable for mass-rearing than the constant regime, as demonstrated by the increased fitness and reduced estimated costs for production. These findings suggest that parasitoid wasps reared under fluctuating regime tolerate better fluctuating temperatures that normally occur both during transport and in agricul- tural systems, which will increase the quality and productivity of mass-reared T. podisi for inundative releases. The success of augmentative biological control programs using T. podisi against E. heros will depend on the integration with other sustainable manage- ment approaches, since it is difficult to control pest populations using biological control alone. In this regard, RNA interference (RNAi) offers a selective and environmentally safe alternative for the control of this pest. Injection of target genes encoding proteins that are essential for growth and development caused significant mortality and suppres- sion of the target transcript. dsRNA was also administered by feeding the insects with the artificial diet containing different forms of dsRNA for delivery: naked dsRNA, dsRNA with EDTA and dsRNA encapsulated in liposomes. Oral delivery of naked dsRNA resulted in lower RNAi efficiency, evidencing no clear mortality scores probably due to dsRNA degradation by the salivary secretions of E. heros. Furthermore, the use of EDTA and lipid-based nanoparticles improve the oral delivery of dsRNA. These formulations could have a great potential for developing novel strategies for pest management of stink bugs based on RNAi preventing the dsRNA of being degraded enzymatically by the saliva. The successful integration of RNAi-based insecticides and biological control will depend on the lack of adverse effects of RNAi to the parasitoid T. podisi. Consequently, the potential routes of exposure and hazards were assessed. Parasitoid wasp can be ex- posed to RNAi-based insecticides directly via consumption of pollen and nectar in theAbstract adult life or indirectly during the development inside host eggs. In addition, ingestion of specific dsRNA resulted in reduced fitness and target gene expression, demonstrating that T. podisi adults can be physiologically exposed to insecticidal dsRNA. No adverse effects were observed in the survival, development or parasitism of T. podisi treated with dsRNAs targeting E. heros genes. Moreover, the expression levels of potential off- target genes tested were not downregulated. Although there is still much work needed to translate the research outputs of this PhD thesis into practical IPM tools for soybean production. These data support the possibility of combining RNAi-based insecticides and biological control using the parasitoid T. podisi inside IPM programs to improve the sustainability of E. heros control in the future. Keywords: Euschistus heros. Telenomus podisi. RNAi. Insecticide resistance. Fluctu- ating thermal regimes.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, Programa de Pós-Graduação em Agronomia, 2019. A soja apresenta vários problemas de ordem fitossanitária, destacando-se várias espécies de percevejos pentatomídeos considerados pragas-chave da cultura, incluindo Euschistus heros, Nezara viridula e Piezodorus guildinii que são controlados basicamente por inseticidas sintéticos. Esse trabalho objetivou avaliar a suscetibilidade de genótipos de soja a percevejos- fitófagos em campos destinados à produção de soja semente. Foram testados os genótipos BRS 6980, 8381, 8581, 7380RR, 7680RR, 706IPRO, 713IPRO, 7780IPRO, 7280RR e MSOY 8349 IPRO, sendo dispostos no delineamento em blocos ao acaso com dez repetições. Semanalmente, a partir da emergência das plantas, as populações dos percevejos fitófagos foram amostradas em dois pontos por parcela. Ao final do ciclo de desenvolvimento das plantas, foi realizada a colheita de 2,5 metros de comprimento das seis linhas centrais das parcelas e as sementes provenientes desta colheita foram utilizadas para a determinação da produtividade (Kg ha-1), teor de umidade, avaliações visuais (ataque de percevejos, sementes boas, danificadas por umidade e outros tipos de dano), testes de tetrazólio e germinação. Os dados foram usados em análise de variância (ANOVA) por medidas repetidas no tempo e ANOVA, seguidas de teste para comparação das médias. Foram encontradas cinco espécies de percevejos (E. heros, P. guildinii, Dichelops melachantus, Edessa meditabunda e N. viridula) durante as avaliações havendo diferença na infestação entre os genótipos testados. Os genótipos BRS 7380RR, BRS 7680RR e BRS 713IPRO foram os mais preferidos para infestação pelos percevejos pentatomídeos e, em consequência, apresentaram as menores porcentagem de germinação e vigor e a maior porcentagem de plântulas anormais e sementes mortas. Esses mesmos genótipos apresentaram sua produtividade comprometida negativamente em função do ataque, sendo os genótipos BRS 7680RR e BRS 713IPRO os que apresentaram a maior redução de produtividade. A incidência de percevejos apresentou relação direta com a porcentagem de sementes viáveis atacadas por percevejos e inviáveis atacadas por percevejos e estas por sua vez apresentaram relação inversa com a germinação e o vigor. Assim os genótipos BRS 7380RR, BRS 7680RR e BRS 713IPRO se mostraram como os mais suscetíveis às injurias causadas pelo ataque de percevejos pentatomídeos nas características quantitativas e qualitativas. The soybean presents many phytosanitary problems including various Pentatomidae species considered as key-pests among which are Euschistus heros, Nezara viridula and Piezodorus guildinii, controlled mainly by synthetic insecticides. This study evaluated the soybean susceptibility to stink bugs in soybean seed fields. To reach that purpose, the treatments were the genotypes BRS 6980, 8381, 8581, 7380RR, 7680RR, 706IPRO, 713IPRO, 7780IPRO, 7280RR and MSOY 8349 IPRO arranged in a completely randomized block design with ten replicates. Weekly, from seedling emergence, stink bug populations were sampled in two sampling points per plot. The six central rows were harvested by manually collecting the pods of plants in the 2.5 meters of rows. Seeds from these rows were used to estimate yield (Kg ha-1 ), humidity content, visual damage (stink bug damage, non-damaged seeds, humidity damaged seeds, and other category of damaged seeds), tetrazolium and germination tests. Data were used in analysis of variance (ANOVA) and repeated measure analysis of variance (ANOVA) in time, followed by means separation test. We recorded the occurrence of five stink bug species (E. heros, P. guildinii, Dichelops melachantus, Edessa meditabunda and N. viridula) during evaluations and differences in infestation caused by them among the tested genotypes. The genotypes BRS 7380RR, BRS 7680RR and BRS 713IPRO were the most preferred by the stink bugs and because of that presented the lowest percentage of germination and vigor and the greatest percentage of dead seedlings and seeds. Also, these genotypes had the yield compromised by the stink bug infestation, and the genotypes BRS 7680RR and BRS 713IPRO presented the greatest reduction in yield. The stink bug infestation presented a direct relationship with the percentage of viable seeds damaged by stink bugs and the percentage of non-viable seeds damaged by stink bug. The percentage of viable seeds damaged by stink bugs and the percentage of non-viable seeds damaged by stink bug had an inverse relationship with germination and vigor. Therefore, the genotypes BRS 7380RR, BRS 7680RR and BRS 713IPRO were the most susceptible to the injury caused by Pentatomidae stink bugs which compromised quantitatively and qualitatively the seeds.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais O percevejo marrom da soja, Euschistus heros, é a praga mais presente nos campos brasileiros de soja e o controle desta praga tem sido feito com pesticidas químicos, como os neonicotinóides. No entanto, alguns estudos reportaram que em condições controladas, esses percevejos têm alta reprodução quando expostos a doses subletais de imidaclopride (neonicotinóide). Esse incremento populacional pode causar aumento na ocorrência de danos às sementes e reduzir a sua qualidade fisiológica. Portanto, objetivou-se avaliar se a população de E. heros em campo pode aumentar quando exposta a doses subletais de imidaclopride e quais as possíveis consequências para a produção, qualidade fisiológica e atividade de ezimas antioxidantes das sementes. Adicionalmente, investigou-se se E. heros exposto a doses subletais interfere no sistema de defesa da planta, avaliando-se a atividade de inibidor de proetase. Inicialmente, adultos recém-emergidos (< 72 h) foram expostos por 48 horas a resíduos secos de imidacloprid ou água destilada (controle). Foram conduzidos experimentos em campo e em casa de vegetação em delineamento inteiramente casualizado com 4 repetições. Em campo, um casal/planta foi liberado em gaiolas com 14 plantas durante os estádios Rs-R6. A população de E. heros foi quantificada com 15, 22, 30 e 45 dias após a infestação. Plantas não infestadas foram utilizadas como controle. A colheita das vagens foi realizada no estádio Rg. A produção, porcentagem de vagens cheias e vazias, a qualidade das sementes e a atividade de enzimas antioxidantes foram determinadas. No experimento em casa de vegetação, plantas de soja no estádio Rs-R6 foram infestadas com um casal de percevejo por planta ou por vagem, em gaiolas, onde permaneceram por sete dias. Plantas não infestadas foram utilizadas como controle. Em seguida, foi realizada a colheita e determinou-se a atividade de inibidor de protease nas sementes. A população da praga foi significativamente maior quando esses foram previamente expostos a imidacloprid comparado ao controle. Plantas de soja infestadas por E. heros exposto a imidacloprid apresentaram redução significativa no rendimento e na qualidade das sementes. Além disso, descobriu-se que o percevejo marrom pode modificar o sistema de defesa da semente de soja. Conclui-se que a população de E. heros aumenta em condições de campo em resposta a doses subletais de imidaclopride e, consequentemente, há redução na produção e na qualidade da semente. Além disso, essa praga possivelmente pode alterar o sistema de defesa das sementes de soja. Neotropical brown stink bugs, Euschistus heros, 1s the most present pest in Brazilian soybean crop fields. Chemical pesticides are used to reduce this pest on soybean crops such as neonicotinoids. However, some studies reported that, under controlled conditions, these stink bugs demonstrated higher reproduction when exposed to sublethal doses of imidacloprid (neonicotinoid). Thus, the soybean seeds physiological may decrease with these higher E. heros population. Though, plant defence sytem can be induced by herbivores to defend themselves against this pest. Thus, we aimed to known the effects of exposure to imidacloprid sublethal dose on E. heros population under field conditions and possible consequences of such exposure on yield, physiological quality and antioxidant enzymes activity of soybean seeds. Additionally, we investigated whether E. heros exposed to imidacloprid can interfere on the soybean plant defence system by proteinase inhibitor activity. Newly emerged E. heros adults (< 72 h) were exposed to distilled water (control) or imidacloprid dried residuals for 48h. After that, one couple per plant was released in field cages with fourteen plants at pod filling (Rs-Rs). E. heros population was quantified at 15, 22, 30 and 45 days after infestation. Yield and seed quality were assessed at harvest (Rg). In order to study plant defence system a couple of stink bugs per plant or per pods was released in small cages, where they remained for seven days in a greenhouse. E. heros population was higher when stink bugs were previously exposed to imidacloprid than the control (distilled water). Infested soybean plants by E. heros exposed to imidacloprid had significant reduction 1n yield and lower quality seeds. Moreover, we found out E. heros can interfere soybean plant defence system. Therefore, our results showed that imidacloprid sublethal exposure may increase E. heros population and consequently reduce yield and seeds quality. In addition, this pest can likely change soybean seeds defence system.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Ecologia, 2019. Conselho Nacional de Pesquisa (CNPq) e Fundação de Apoio a Pesquisa do Distrito Federal (FAP/DF). A criação de pastos e plantações para abastecimento da população mundial tem levado a uma perda significativa da vegetação natural e consequente perda das funções ecossistêmicas. Tendo a produção de soja como principal atividade agrícola no Brasil e sabendo-se que essa é atacada por diversas pragas, soluções sustentáveis que visem controlar as pragas agrícolas são altamente desejáveis, especialmente àquelas que gerem um menor custo aos agricultores. No presente estudo, investiguei a interação entre a principal praga da soja, o percevejo marrom (Euschistus heros), com a comunidade de pequenos mamíferos predadores em florestas nativas do Cerrado, com ênfase na espécie mais abundante dessas áreas, o marsupial Gracilinanus agilis. Eu avaliei a possível dispersão do inseto para áreas naturais próximas a uma plantação de soja e se a distância entre a plantação e essas áreas naturais influencia na intensidade de predação do inseto por G. agilis. Constatei a presença de fragmentos de percevejo marrom nas fezes de três espécies de pequenos mamíferos nativos, dois roedores (Cerradomys scotti e Rhipidomys macrurus) e um marsupial (G. agilis), sendo que E. heros foi bem mais frequente nas fezes desse último. Eu obtive uma alta sobreposição dos valores isotópicos de ẟ15N entre três grupos de percevejos distintos: os obtidos das fezes de G. agilis nas florestas naturais após a colheita da soja, os capturados na plantação de soja e os percevejos criados em laboratório alimentados exclusivamente dessa leguminosa. Esse padrão indica que os percevejos marrons predados por G. agilis dispersaram da soja para áreas naturais. Adicionalmente, o consumo da praga agrícola por G. agilis em florestas nativas foi inversamente relacionado à distância da plantação de soja, mas essa relação foi significativa somente no período de entressafra, quando não há mais soja disponível na área de cultivo. Isso sugere a dispersão dessa praga em busca de abrigo e alimento na ausência do recurso preferido (soja). O potencial de G. agilis na predação de E. heros (101,8 percevejos/noite, avaliado com animais em cativeiro) e o valor potencial que este pode representar em termos de gastos para os agricultores deve ser considerado para ações de manejo. Portanto, a conservação de áreas naturais próximas às plantações representa um aumento da predação da população de E. heros que sobrevive no período de entressafra, acarretando em uma menor utilização potencial de pesticidas e redução da contaminação do solo e dos alimentos. The establishment of pastures and plantations for feeding the world population has led to a significant loss of natural vegetation and consequent loss of ecosystem functions. With the soybean production as the main agricultural activity in Brazil and knowing that this legume is attacked by several pests, sustainable solutions for controlling the agricultural pests are highly demanded, especially those that generate a lower cost to farmers. In the present study, I investigated the interaction between the main soybean pest, the brown stink bug (Euschistus heros), and the small mammal community from native forests of the Brazilian savanna (locally known as Cerrado), with emphasis on the most abundant small mammal in these areas, the marsupial Gracilinanus agilis. I evaluated the possible dispersal of the insect to natural areas close to a soybean plantation and whether the distance between the plantation and these natural areas influences the intensity of predation upon this insect by G. agilis. I recorded fragments of the brown stink bug in the feces of three species of native small mammals, two rodents (Cerradomys scotti and Rhipidomys macrurus) and one marsupial (G. agilis), with E. heros being much more frequent in the feces of the latter. I obtained a high overlap of ẟ15N isotopic values considering brown stink bugs from three distinct sources: those collected from the feces of G. agilis individuals living in the natural forests, those captured in soybean plantation, and brown stink bugs reared in laboratory fed exclusively with soybean. This pattern indicates that brown stink bugs preyed by G. agilis dispersed from soybean plantation to natural areas. In addition, pest consumption by G. agilis in natural forest areas was inversely related to distance from the soybean plantation, but this relationship was significant only in the dry season, when there is no soybean available in the area of cultivation. This pattern suggests a dispersion of these pests in search of shelter and food in the absence of its preferred resource (soybean). The potential of G. agilis as predator of E. heros (101.8 brown stink bugs/night, evaluated with animals in captivity) and the potential value that this may represent in terms of cost reduction for farmers should be considered for management actions. Therefore, the conservation of natural areas close to the plantations represents an increase in the predation of the E. heros population that survives in the off-season period, resulting in a potential lower use of pesticides and a reduction in soil and food contamination.

Nos últimos anos, tem se observado uma expansão significativa do mercado de produtos orgânicos, impulsionado basicamente por novos padrões de consumo de alimentos e por novos padrões de produção adotados pelos produtores. Neste contexto, o principal problema fitossanitário da soja em sistema orgânico é a ferrugem asiática (Phakopsora pachyrhizi Sidow), para qual existe dificuldade de controle, considerando a restrição de produtos autorizados para uso no sistema orgânico e a limitação de pesquisas relacionadas a esse sistema de manejo. O objetivo do trabalho foi avaliar o efeito de produtos alternativos sobre a germinação de uredósporos, na severidade da ferrugem da soja em folhas destacadas e no controle da doença em condições de casa de vegetação e a campo. Os tratamentos alternativos foram constituídos por silicato de cálcio, calda sulfocálcica e bordalesa e oxicloreto de cobre. As variáveis analisadas foram germinação de uredósporos, severidade da doença, nível de desfolha, área abaixo da curva de progresso da doença (AACPD), massa de mil grãos e produtividade. Os resultados obtidos indicam que existe a possibilidade de uso do oxicloreto de cobre para manejo da ferrugem asiática em sistemas orgânicos de produção. O oxicloreto de cobre reduziu a germinação de uredósporos e quando avaliado em condições controladas utilizando folhas destacadas e casa de vegetação reduziu a severidade da doença. Em condições de campo, o oxicloreto de cobre nas doses de 588 e 882 g ha-1 reduziu severidade e AACPD, além de incrementar a produtividade em 1434 kg ha-1 em relação a testemunha. Conclui-se que o oxicloreto de cobre pode ser usado como ferramenta no manejo da ferrugem asiática em sistemas orgânicos de produção de soja. In recent years, there has been a significant expansion of the organic market, driven primarily by new food consumption standards and new production standards adopted by producers. In this context, the main phytosanitary problem of soybean in the organic system is Asian rust (Phakopsora pachyrhizi), for which it is difficult to control, considering the restriction of products authorized for use in the organic system and the limitation of research related to this management system. The objective of this work was to evaluate the effect of alternative products on the germination of uredospores, on the severity of soybean rust on highlighted leaves and on the control of the disease under greenhouse and field conditions. The alternative treatments were calcium silicate, sulphocalcic and Bordeaux, and copper oxychloride. The variables analyzed were uredospores germination, disease severity, defoliation level, area under the disease progress curve (ABDPC), a thousand grain mass and productivity. The results indicate that there is a possibility of using copper oxychloride to handle Asian rust in organic production systems. Copper oxychloride reduced the germination of uredospores and when evaluated under controlled conditions using detached leaves and greenhouse reduced the severity of the disease. In field conditions, copper oxychloride at the doses of 588 and 882 g ha-1 reduced severity and ABDPC, in addition to increasing productivity at 1434 kg ha-1 in relation to the control. It is concluded that copper oxychloride can be used as a tool in the management of Asian rust in organic systems of soy production.

A utilização de agentes de controle biológico (ACB) para o manejo de doenças encontra-se em ascensão no cenário agrícola, e com ela a necessidade de informações que possam favorecer o sistema de produção, como a integração de práticas de controle. O objetivo do trabalho foi determinar a compatibilidade de duas formulações biológicas, a base de Trichoderma harzianum, com produtos químicos utilizados no tratamento convencional de sementes de soja. Os experimentos foram conduzidos nos laboratórios de Fitopatologia/Fitossanidade e a campo na UTFPR – campus Dois Vizinhos/PR. Foram utilizados quatro tratamentos químicos sendo: tratamento 1 (Piraclostrobina /Tiofanato Metílico /Fipronil); tratamento 2 (Tiram/ Carbendazin/ Imidacloprido/ Tiodicarbe); Tratamento 3 (Tiofanato Metílico/ Fluazinam/ Bifentrina/Imidacloprido) e tratamento 4 (Metalaxil-M/Fludioxonil/ Tiametoxam), nas doses recomendadas pelos fabricantes, associado com dois formulados, pó molhável (WP) e suspensão concentrada (SC) de T. harzianum. Foram avaliadas: compatibilidade in vitro, Concentração Mínima Inibitória, viabilidade de agente biológico na semente, promoção de crescimento e redução de doenças. Foi possível observar que a formulação SL foi mais sensível aos ingredientes ativos utilizados; Os tratamentos 1 (Piraclostrobina/ Tiofanato Metílico/ Fipronil) e 3 (Tiofanato Metílico/ Fluazinam/ Bifentrina/Imidacloprido) possuem compatibilidade com o Trichoderma na formulação WP mesmo após 18 horas do tratamento das sementes, sendo uma opção para o uso combinado no campo; O ACB foi capaz de competir por espaço e nutrientes, reduzindo o crescimento dos patógenos Rhizoctonia. solani e Scleriotinia. sclerotiorum. O T. harzianum demonstra potencial de utilização no tratamento de sementes e no sulco de plantio associado com os produtos químicos, e sua compatibilidade varia com a formulação do produto e os ingredientes ativos de cada produto químico. The use of biological control agents (ACB) for disease management is on the rise in the agricultural scenario, and with the same source of information that can favor the production system, such as the integration of control practices. The objective of this work was to determine the compatibility of two biological formulations, the base of Trichoderma harzianum, with chemicals used in the conventional treatment of soybean seeds. The experiments were conducted in Phytopathology / Phytosanitary laboratories and at UTFPR – Dois Vizinhos campus / PR. Four chemical treatments were used: treatment 1 (Piraclostrobin / Methyl thiophanate / Fipronil); treatment 2 (Tiram / Carbendazin / Imidacloprid / Thiodicarb); Treatment 3 (Methyl Thiophanate / Fluazinam / Bifenthrin / Imidacloprid) and treatment 4 (Metalaxyl-M / Fludioxonil / Thiamethoxam), at the doses recommended by the manufacturers, associated with two formulations, wettable powder (WP) and concentrated suspension (SC) of T. harzianum. Were evaluated: in vitro compatibility, Minimum Inhibitory Concentration, biological agent viability in the seed, growth promotion and disease reduction. It was possible to observe that the SL formulation was more sensitive to the active ingredients used; Treatments 1 (Piraclostrobin / Methyl Thiophanate / Fipronil) and 3 (Methyl Thiophanate / Fluazinam / Bifenthrin / Imidacloprid) are compatible with Trichoderma in the WP formulation even after 18 hours of seed treatment, being an option for the combined use in the field; The ACB was able to compete for space and nutrients, reducing the growth of pathogens. Rhizoctonia solani and Scleriotinia sclerotiorum. T. harzianum demonstrates potential for use in seed treatment and planting furrow associated with chemical products, and their compatibility varies with the product formulation and the active ingredients of each chemical.

Orientadora: Drª Louise Larissa May De Mio. Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Agronomia. Defesa : Curitiba, 25/02/2019. Inclui referências Resumo: O Brasil é o segundo maior produtor de soja do mundo, representando um terço da produção mundial. A ferrugem-asiática da soja (FAS) causada pelo fungo Phakopsora pachyrhizi é a principal doença que acomete a cultura da soja na América Latina, por ocasionar severas perdas de produtividade em decorrência da desfolha precoce. O controle da doença está baseado principalmente no controle cultural e químico, pela implantação dos métodos de vazio sanitário, calendarização de semeadura e aplicação de fungicidas. Apesar disto, a eficiência dos fungicidas a campo vem sendo reduzida pela seleção de isolados menos sensíveis aos fungicidas, resultante de mutações pontuais nos genes alvo dos fungicidas. Os principais fungicidas para controle da doença pertencem aos grupos químicos: inibidores da desmetilação (IDMs), inibidores da quinona externa (IQes), inibidores da succinato desidrogenase (ISDHs) e os multissítios. Para elucidar o que vem acontecendo no campo, foram delineados estudos visando: i) Avaliar resistência múltipla aos fungicidas IDM, IQe e ISDH em isolados monourediniais e populacionais através de ensaios de sensibilidade aos fungicidas (CE50) e detecção de mutações pontuais nos genes citocromo P450 lanosterol C-14a-demethylase (CYP51), citocromo b (CYTB) e succinato desidrogenase (SDH), provenientes dos estados brasileiros, Paraná, Rondônia, Mato Grosso e São Paulo; ii) Verificar a seleção de indivíduos a campo a partir de aplicações sequenciais de fungicidas comerciais dos grupos químicos IDM, IQe e ISDH, em diferentes municípios do estado de São Paulo e Paraná; iii) Verificar se a ausência de aplicação de fungicidas durante 50 ciclos da doença acarreta perda das mutações nos genes CYP51 e CYTB e se a aplicação de diferentes doses de protioconazol (IDM) aumenta a porcentagem de mutação no gene CYP51. Como resultados foi obtido que a mutação combinada F120L+Y131H que confere menor sensibilidade aos DMIs, prevaleceu em todas as localidades analisadas e se mostrou mais relacionada com a menor sensibilidade de protioconazol do que demais mutações pontuais encontradas no gene CYP51, que também foram menos frequentes e mais comumente encontradas no estado de São Paulo. Dos isolados analisados, 90% apresentaram mutação F129L, que confere menor sensibilidade aos IQes, ocorrendo em todas as regiões analisadas, porém com menor ocorrência no estado de São Paulo. Indicando menor pressão de seleção de fungicidas. Isolados com a mutação C-I86F conferiram menor sensibilidade aos fungicidas SDHIs e apesar de ainda pouco frequentes foram detectados em Rondônia, Paraná e São Paulo, demonstrando a rápida disseminação ou seleção destes genótipos a campo. Isolado monouredinial apresentando múltipla resistência nos genes alvo dos fungicidas IDM, IQe e ISDH foi detectado e sua disseminação e impacto deve ser futuramente avaliado. Quatro aplicações do mesmo fungicida comercial a campo é capaz de selecionar isolados mutados para os genes CYP51, CYTB e SDH em apenas um ciclo da cultura. Cinquenta ciclos da doença na ausência de fungicidas não ocasionaram perda de mutações nos genes CYP51 e CYTB de isolados monourediniais, assim como a aplicação de diferentes doses de protioconazol (IDM) não aumentou a porcentagem de mutação no gene CYP51, confirmando a estabilidade das mutações pontuais nos isolados analisados de P. pachyrhizi. Abstract: Brazil is the second largest producer of soybeans in the world, accounting for one-third of world production of this commodity. Asian soybean rust (ASR) caused by Phakopsora pachyrhizi is the main disease that affects soybean cultivation in Latin America, as it causes severe productivity losses due to early defoliation. The control of the disease is based mainly on the cultural and chemical control, the implantation of the methods of free host period, sowing scheduling and application of fungicides. Despite this, field efficacy of fungicides has been reduced by the selection of isolates less sensitive to fungicides and with point mutations in fungicide target genes. The main fungicides used belong to the groups demethylation inhibitor (DMIs), quinone outside inhibitors (QoIs), succinate dehydrogenase inhibitors (SDHIs) and multisite fungicides. Therefore, this study aimed to: i) Evaluate multiple resistance to DMI, QoI and SDHI fungicides in monouredinial and populational isolates from the Brazilian states, Paraná, Rondônia, Mato Grosso and São Paulo, through fungicide sensitivity tests (EC50) and detection of point mutations in the CYP51, CYTB and SDH genes; ii) Verify the selection of individuals in the field from sequential applications of commercial DMI, QoI and SDHI fungicides, in different municipalities of the state of São Paulo and Paraná; iii) Verify if the absence of fungicide application during 50 cycles of the disease leads to loss of mutations in the CYP51 and CYTB genes and whether the application of different doses of prothioconazole (DMI) increases the percentage of mutation in the CYP51 gene. The F120L + Y131H combined mutation, which confers less sensitivity to DMIs, prevailed in all the analyzed locations and was more related to the lower sensitivity of prothioconazole than other point mutations found in the CYP51 gene, which were also less frequent and more commonly found in the state of São Paulo. From the isolates evaluated, 90% presented the F129L mutation, which confers lower sensitivity to QoIs, being observed in all analyzed regions, but with lower occurrence in the state of São Paulo, indicating a lower fungicide selection pressure in this state. Isolates with the C-I86F mutation showed lower sensitivity to SDHI fungicides and, although still uncommon, were detected in Rondônia, Paraná and São Paulo, demonstrating the rapid dissemination or selection of these genotypes in the field. Genotype exhibiting multiple resistance in the fungicides DMI, QoI and SDHI target genes was detected and its dissemination and impact should be evaluated in the future. Three field applications of the same commercial fungicide can select mutated isolates for the CYP51, CYTB and SDH genes in only one crop cycle. Fifty cycles of the disease did not cause loss of mutations in the CYP51 and CYTB genes. In addition, the application of different doses of prothioconazole (DMI) did not increase the percentage of mutation in the CYP51 gene, confirming stability of point mutations in P. pachyrhizi analysed isolates.

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior A tecnologia de aplicação dos produtos fitossanitários, quando bem empregada no campo, proporciona um adequado transporte do produto biologicamente ativo até o alvo, evitando perdas e aumentando a eficácia dos tratamentos. O presente trabalho teve como objetivo geral avaliar o efeito de diferentes taxas de aplicação associadas a distintos adjuvantes na aplicação de fungicida na cultura da soja, como também as interações entre adjuvantes e o fungicida azoxistrobina+benzovindiflupir nas características físico-químicas, evaporação de gotas, espalhamento foliar e espectro de gotas da calda de pulverização. No primeiro estudo realizado a campo avaliou-se a deposição de calda em plantas de soja e as características físico-químicas da calda. O experimento foi realizado em delineamento de blocos casualizados, com 4 repetições, em esquema fatorial 2 x 2 x 2, sendo dois volumes de calda, adição de óleo mineral a base de hidrocarbonetos alifáticos (presença ou ausência) e adição de óleo vegetal a base de óleo essencial de laranja (presença ou ausência). No segundo estudo conduzido em laboratório, avaliaram-se as características físico-químicas, a evaporação e o espectro de gotas. Para as avaliações do espectro de gotas (diâmetro da mediana volumétrica, amplitude relativa e porcentagem do volume de gotas menores que 100 μm), evaporação e propriedades físicoquímicas (pH, condutividade elétrica, viscosidade e tensão superficial), o experimento foi realizado em esquema fatorial 2 x 6, sendo o primeiro fator a ausência ou presença do fungicida e o segundo fator as diferentes caldas (cinco adjuvantes e água). A avaliação do espalhamento foliar foi realizada em esquema fatorial 6 x 2 x 3: seis caldas submetidas a presença ou ausência do fungicida, em três superfícies foliares (milho, soja e algodão). Foi possível observar que o aumento da taxa de aplicação e o uso de óleo mineral proporcionam maiores depósitos nos terços superior e médio e no terço superior, respectivamente. Em ambos estudos houve alteração das propriedades físico-químicas inerentes a calda, sendo influenciadas pela combinação entre adjuvantes, taxa de aplicação e fungicida. Todos adjuvantes melhoraram a qualidade da pulverização quanto às características do espectro de gotas, reduzindo gotas menores que 100 μm e uniformizando o espectro. Os adjuvantes aumentaram o espalhamento foliar das gotas, mas esta característica foi influenciada pela morfologia das folhas da cultura alvo. The application technology of plant protection products, when well used in the field, provides an adequate transport of the biologically active product to the target, avoiding losses and increasing the effectiveness of the treatments. The objective of the present work was to evaluate the effect of different application rates associated with different adjuvants on the application of fungicide in the soybean crop, as well as the interactions between adjuvants and the fungicide azoxystrobin + benzovindiflupir on the physicochemical characteristics, droplet evaporation, leaf spread and spectrum of drops of the spray mixture. In the first field study, it was evaluated the deposition of the spray solution in soybean plants and the physicochemical characteristics of the spray solution. The experiment was carried out in a randomized block design, with 4 replications, in a 2 x 2 x 2 factorial scheme, being two volumes of spray solution, addition of mineral oil based on aliphatic hydrocarbons (presence or absence) and addition of vegetable oil based on orange essential oil (presence or absence). In the second study conducted in the laboratory, physical-chemical characteristics, evaporation and droplet spectra were evaluated. For the evaluation of the spectra of drops (diameter of volumetric median, relative amplitude and percentage of droplet volume less than 100 μm), evaporation and physical-chemical properties (pH, electrical conductivity, viscosity and surface tension), the experiment was performed in a 2 x 6 factorial scheme, the first factor being the absence or presence of the fungicide and the second factor the different sprays solutions (five adjuvants and water). The leaf spreading evaluation was performed in a factorial scheme 6 x 2 x 3: six spray solutions submitted to the presence or absence of the fungicide, on three foliar surfaces (corn, soybeans and cotton). It was possible to observe that the increase of the rate of application and the use of mineral oil provide higher deposits in the upper and middle thirds and in the upper third of the plants, respectively. In both studies, there were changes in the physicochemical properties inherent to the spray solution, being influenced by the combination between adjuvants, rate of application and fungicide. All adjuvants improved the spray quality on the characteristics of the droplet spectrum by reducing droplets smaller than 100 μm and standardizing the spectrum. The adjuvants increased the leaf spreading of the droplets, but this characteristic was influenced by the leaf morphology of the target culture. Dissertação (Mestrado)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior A soja é o quarto grão mais consumido e produzido em todo o mundo. Está entre as atividades econômicas que cresceram significativamente nas últimas décadas devido às múltiplas aplicações alimentares e industriais. A lagarta da soja, Anticarsia gemmatalis Hiuúbner, 1818 (Lepidoptera: Noctuidae), é uma praga que causa grande prejuizo na produtividade dessa cultura, mesmo em baixas densidades populacionais, devido ao desfolhamento severo durante sua fase larval. As plantas têm mecanismos de defesa ao ataque de insetos que levam à inibição da atividade proteolítica desses herbívoros, retardando seu desenvolvimento. Por outro lado, os insetos mostram uma importante diversidade e plasticidade de suas proteases digestivas. Além do papel de digerir proteinas da dieta, essas proteases também desempenham um papel importante na defesa contra inibidores de proteases (IP) de plantas. Essa complexa relação protease- inibidor é importante para a elaboração de métodos alternativos de controle. Baseado nisso, a busca por IP potentes depende do conhecimento acerca das proteases intestinais do inseto fitófago. Portanto, o trabalho teve como objetivo avaliar os perfis enzimáticos das proteases intestinais da lagarta da soja em diferentes instares e identificar as proteases encontradas no intestino. Os resultados mostraram que há uma plasticidade no perfil proteolítico do intestino da A. gemmatalis ao longo do desenvolvimento larval. As atividades de enzimas do tipo cisteino proteases foram mais importantes nos primeiros instares. Por outro lado, as enzimas do tipo sermno proteases tiveram maiores atividades nas etapas mais tardias da fase larval. Além disso, três proteases foram identificadas por espectrometria de massas, através de homologia do banco de dados para Lepidoptera. O comportamento proteolítico do extrato bruto do intestino da lagarta da soja seguiu a cinética de Michaelis-Menten. Foi demonstrado pela primeira vez que o perfil de proteases do intestino de A. gemmatalis se altera ao longo do seu desenvolvimento. Estes resultados podem mudar o foco do desenvolvimento racional de IP para a lagartada soja e outras Lepidoptera, uma vez que a expressão das principais proteases de insetos não é constante. Soybean 1s the fourth most consumed and produced gram in the world. It is among the economic activities that have grown significantly in recent decades due to multiple food and industrial applications. The soybean caterpillar, Anticarsia gemmatalis Húbner, 1818 (Lepidoptera: Noctuidae), 1s a pest that causes great damage to the productivity of this crop, even at low population densities, due to severe defoliation during 1ts larval phase. The plants have mechanisms of defense to the attack of insects that lead to the inhibition of the proteolytic activity of these herbivores, retarding their development. On the other hand, insects show an important diversity and plasticity of their digestive proteases. In addition to the role of digesting dietary proteins, these proteases also play an important role in the defense against plant protease inhibitors (PIs). This complex protease-inhibitor relationship 1s important for the development of alternative methods of control. Based on this, the search for potent PI depends on the knowledge about the intestinal proteases of the phytophagous insect. Therefore, the objective of this work was to evaluate the enzymatic profiles of the intestinal proteases of the soybean caterpillar at different instars and to identify the proteases found 1n the intestine. The results showed that there 1s a plasticity in the proteolytic profile of the intestine of 4. gemmatalis throughout larval development. The activities of cysteme protease type enzymes were more important in the first instars. On the other hand, the serine protease enzymes had greater activities mn the later stages of the larval phase. In addition, three proteases were identified by mass spectrometry, through homology of the Lepidoptera database. The proteolytic behavior of the crude intestinal extract of the soybean caterpillar followed the Michaelis-Menten kimmetics. It has been demonstrated for the first time that the protease profile of the gut of A. gemmatalis changes throughout its development. These results may shift the focus of rational PI development to the soybean caterpillar and other Lepidoptera, since the expression of major insect proteases Is not constant.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico O Cowpea mild mottle virus (CPMMV; família Betaflexiviridae, gênero Carlavirus), agente causal da necrose da haste da soja, é um vírus emergente no Brasil. Até o presente, poucos estudos abordaram a replicação dos betaflexivírus, sabendo-se apenas que ela ocorre no citoplasma. Duas proteínas de soja (GmERD4, associada a respostas a estresse hídrico, e GmIMT, uma inositol metiltranserase) foram previamente demonstradas serem capazes de interagir com o domínio RNA polimerase dependente de RNA (RdRp) da replicase do CPMMV. A análise da expressão de ambos os genes em plantas de soja infectadas com o CPMMV demonstrou que estes são induzidos aos 3 e 7 dias após a inoculação (dai). Além disso, a superexpressão de GmERD4 em protoplastos de soja aumentou o acúmulo viral. Assim, neste trabalho buscou-se melhor caracterizar a interação CPMMV-soja, utilizando o silenciamento gênico induzido por vírus (virus-induced gene silencing - VIGS). Os genes GmERD4 e GmIMT foram silenciados com um vetor VIGS baseado no Bean pod mottle virus (BPMV). A expressão de ambos se encontrava reduzida em pelo menos 40-60% aos 5 e 14 dai das plantas de soja com o CPMMV. O silenciamento de GmERD4 e GmIMT reduziu drasticamente o acúmulo do CPMMV aos 5 dai, e no caso das plantas silenciadas para GmIMT, até 14 dai. Esses resultados indicam que GmERD4 é essencial durante os processos iniciais de infecção pelo CPMMV, enquanto GmIMT é essencial ao longo de todo o processo infeccioso. A interação entre o CPMMV e essas duas proteínas constitui, portanto, um alvo em potencial para o controle da necrose da haste da soja. Cowpea mild mottle virus (CPMMV; family Betaflexiviridae, genus Carlavirus), the causal agent of soybean stem necrosis, is an emergent virus in Brazil. To date, very few studies have addressed the replication of betaflexiviruses, to the extent that little else is known besides that replication takes place in the cytoplasm. Two soybean proteins (GmERD4, associated with responses to drought, and GmIMT, an inositol methyltransferase) have been previously shown to interact with the RNA-dependent RNA polymerase (RdRp) domain of the CPMMV replicase protein. Expression analysis of both genes in CPMMV-infected soybean plants demonstrated that they are induced at 3 and 7 days after inoculation (dai). Furthermore, overexpression of GmERD4 in soybean protoplasts increased viral accumulation. In this context, this work was conducted to better characterize the CPMMV-soybean interaction. We used virus-induced gene silencing (VIGS) with a Bean pod mottle virus (BPMV)-based VIGS vector to silence GmERD4 and GmIMT. Expression of both genes was reduced by 40-60% at 5 and 14 dai of soybean plants with CPMMV. Strikingly, silencing of GmERD4 and GmIMT drastically reduced CPMMV accumulation at 5 dai, and up to 14 dai in the case of GmIMT-silenced plants. These results indicate that GmERD4 is essential during the early stages of CPMMV infection, while GmIMT is essential during the entire infection process. Therefore, the interaction between CPMMV and these two proteins constitutes a potential target of antiviral measures for the control of soybean stem necrosis.

A ferrugem-do-cafeeiro (FC) causada por Hemileia vastatrix Berk. & Br e a ferrugem- asiática-da-soja (FAS) causada por Phakopsora pachyrhizi Sydow & P. Sydow são doenças altamente severas e de difícil controle. Dentre as estratégias de manejo destaca- se o controle químico, considerado um método fundamental em ambos patossistemas. Apesar disso, os últimos grupos de fungicidas foram lançados no mercado nacional há quase 20 anos. Diante desses fatos, é necessário procurar novas moléculas com potencial para o controle da FC e FAZ e que sejam menos tóxicas ao meio ambiente, homem e animais. Nesse sentido, delineou-se este trabalho, para avaliar o comportamento de moléculas do grupo ditiocarbimato no controle da FC e FAS. Para tal, as moléculas 1A, 2A, 1B e 2B (“B” =cátion tetrabutilamônio, “A” =cátion tetrafenilfôsfônio, “1” =4-clorofenila e o “2” =grupo metila) representantes dos ditiocarbimatos foram sintetizadas e submetidas a testes de sensibilidade para obtenção da concentração inibitória de 90% da germinação dos uredosporos (IC 90 ). Os valores de IC 90 similares obtidos através da análise de regressão logística entre os ditiocarbimatos e o controle positivo mancozebe, possibilitaram o desdobramento para ensaios em casa- de-vegetação. Sob condições controladas, o potencial de controle foi estudado através da obtenção dos componentes epidemiológicos de cada patossistema e as médias foram comparadas pelo teste de Scott-Knott (p ≤ 0,05). Para a FC não houve diferença significativa para as variáveis repostas número de lesão/cm2, AACPD e produção de esporos entre os compostos 1A, 2A, 1B e o controle padrão mancozebe. Para FAS, as plantas apresentaram sintomas de fitotoxidez quando tratadas com compostos do grupo “B”. Este grupo possui o contra-íon tetrabutilamônio e expressão de fitotoxidez pode estar ligada a liberação do íon amônio em ambiente aquoso. A molécula 2A e mancozebe apresentaram desempenho similar na dose estudada e não houve diferença significativa para as variáveis número de pústulas/cm2, AACPD (área abaixo da curva de progresso da doença) e eficiência de controle. Apesar do desempenho inferior, a molécula 1A também foi capaz de controlar a doença, porém diferiu significativamente do mancozebe e 2A. Em síntese, pode-se destacar o desempenho similar ao controle padrão mancozebe das moléculas 1A, 2A, 1B para controle da FC e da molécula 2A para controlar FAS. Este trabalho mostrou resultados muito promissores para estudos das moléculas do grupo ditiobicarbimato, em condições de campo. Concluí-se que, as moléculas do grupo ditiocarbimato foram eficientes na redução da intensidade da FC e FAS, em condições controladas. Coffee leaf rust (CLR) caused by Hemileia vastatrix Berk. & Br and Asian soybean rust (ASR) caused by Phakopsora pachyrhizi Sydow & P. Sydow are severe diseases difficult to control. Management strategies include chemical control, considered a fundamental method in both pathosystems. However, the latest groups of fungicides were released to the Brazilian market almost 20 years ago. In view of these facts, it is necessary to seek for new molecules that may represent potential alternatives to control these diseases with lower risk of toxicity to the environment, humans and animals. Considering the lack of new molecules, this work aimed to evaluate the performance of molecules of the dithiocarbimate group in the control of CLR and ASR. For this, four molecules (1A, 2A, 1B and 2B), representative of the dithiocarbimates, were synthesized and subjected to sensitivity tests to estimate the CI 90 (concentration of the active ingredient necessary to inhibit 90% uredospores germination). A logistic regression analysis indicated similar CI 90 values for the dithiocarbimates and the positive control mancozeb, which facilitated to conduct trials in the greenhouse. Under controlled conditions, disease control was studied by obtaining epidemiological components for each pathosystem and comparing the means by the Scott-Knott test (p ≤ 0.05). For CLR, no significant differences were observed in the response variables lesion/cm2, AUDPC (area under the disease progress curve) and spore production between compounds 1A, 2A, 1B and the positive control mancozeb.. For ASR, plants exhibited phytotoxicity symptoms when treated with compounds of the group “B”. This group has the cation tetrabutylammonium and expression of phytotoxicity may be related to the release of the ammonium ion in an aqueous environment. The molecule 2A and mancozeb presented similar performance at the dose studied and there was no significant difference between them for the variables pustules/cm2, AUPCD and control efficiency. Despite the inferior performance, the molecule 1A was also able to control the disease, but differed significantly from mancozeb and 2A. In summary, can highlight the performances similar to the positive control mancozeb of 1A, 2A, 1B for the control of CLR and 2A for the control of ASR. These results set precedents for studies of dithiobicarbimate for controlling CLR and ASR under cropping conditions. We conclude in this work that the dithiobicarbimate group was efficient to reduce the CLR and ASR intensity under controlled conditions.

Dentre as diversas doenças que atingem plantações de soja, a necrose da haste tornou-se preocupante nos últimos anos. De rápida disseminação e grande severidade, podendo levar as plantas à morte, a necrose da haste é causada pelo Cowpea mild mottle virus (CPMMV), um vírus pertencente ao gênero Carlavirus da família Betaflexiviridae. Durante o processo de infecção viral, respostas de defesa são ativadas pela planta. Essa ativação é mediada, inicialmente, pelo reconhecimento de efetores virais por proteínas receptoras do hospedeiro. Os patógenos são capazes de suprimir algumas respostas de defesa das plantas. Para o carlavírus Chrysantemum virus B (CVB), foi comprovado que a proteína viral rica em cisteína (CRP) é capaz de atuar como fator de transcrição, modulando a expressão gênica do hospedeiro. Uma vez que a CRP do CPMMV se assemelha à do CVB, é possível que ela também possa atuar como fator de transcrição. Neste trabalho, primeiramente foi estabelecido um protocolo para imunoprecipitação da cromatina (ChIP) de protoplastos de soja. Em seguida, utilizando-se a técnica de ChIP foi possível confirmar a interação, in vivo, entre a CRP de um isolado atenuado do CPMMV e a região promotora de um gene de soja relacionado a defesa, o SNC1, contribuindo para a elucidação das funções da CRP no estabelecimento da infecção viral. Among the variety of soybean diseases, stem necrosis has become of great concern in the latest years. It is a severe disease that can lead to plant death, and is caused by Cowpea mild mottle virus (CPMMV), a member of the genus Carlavirus in the family Betaflexiviridae. During the viral infection process, a number of defense responses are activated by the plant. This activation is triggered, at first, by the recognition of viral effectors by host receptor proteins. Pathogens are capable of suppressing some of the host’s defenses. It has been shown that the cystein-rich protein (CRP) from the carlavirus Chrysantemum virus B (CVB) acts as a transcription fator, modulating the host’s gene expression. In this work, at first, a protocol for soy protoplast chromatin immunoprecipitation (ChIP) was established. Then, using the ChIP assay, the in vivo interaction between the CRP from a mild isolate of CPMMV, which is structurally similar to the one from CVB, and the promoter region of a soybean defense related gene, SNC1, was confirmed, contributing to understand the role of this protein in the viral infection process.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, Programa de Pós-Graduação em Agronomia, 2018. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). Atualmente a ocorrência de perdas na produção da cultura da soja (Glycine max (L.) Merrill no Brasil é decorrente, entre outros fatores, de doenças fúngicas. A engenharia genética é uma importante ferramenta para solucionar esses problemas, visto que possibilita a introdução de genes exógenos nas plantas, os quais favorecem a resposta de defesa destas a estresses envolvendo esses patógenos causadores de doenças. Dentre esses genes destaca-se o Gsl5, que atua no espessamento da parede celular das plantas. Com o objetivo de obter plantas transgênicas de soja cuja parede celular fosse mais espessa e retardasse o avanço do fungo, o gene Gsl5 foi utilizado para transformação de embriões de soja via biobalística. Foram bombardeados 1080 embriões e destas 357 plantas desenvolveram e foram analisadas pelo método da PCR, do Dot-Blot e do sequenciamento para assim se obter a taxa e a eficiência da transformação e para se obter a confirmação da inserção do gene na planta. Currently, the occurrence of losses in the production of soybean [(Glyicine max (L.) Merrill] in Brazil is due, among other factors, to fungal diseases. Genetic engineering is an important tool to solve these problems, since it allows the introduction of exogenous genes in plants, which favor the defense response of the plants to stresses involving these disease-causing pathogens, among them Gsl5, which acts on the thickening of the cell wall of plants.In order to obtain transgenic soy plants the Gsl5 gene was used to transform soy embryos via biobalistics, and 1080 embryos were bombarded and of these 357 plants developed and were analyzed by the PCR method, Dot-Blot and sequencing in order to obtain the rate and efficiency of the transformation and to obtain confirmation of the insertion of the gene into the plants.

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico FAPEMIG - Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais A ocorrência de estresses bióticos e abióticos cada vez mais frequentes no cenário agrícola, provavelmente serão agravadas em função de mudanças climáticas. Estes fatores serão responsáveis por aumentar desafios na produção de alimentos podendo reduzir a produtividade de grãos no mundo. A alta incidência de percevejos e estresses hídricos são fatores que representam uma ameaça na produção comercial de soja e lentilha. Nesse cenário, programas de melhoramento têm um papel crucial no desenvolvimento de linhagens tolerantes às principais pragas em leguminosas. Devido ao significante ataque de percevejos na cultura da soja, principalmente o percevejo Euschistus heros, que compromete a produtividade de grãos e a qualidade de sementes da cultura, o desenvolvimento de linhagens superiores é necessário. A seleção baseada em correlações positivas entre a produtividade de grãos e maior número de vagens e peso de sementes tem demonstrado ser um importante indicativo da resistência da cultura da soja ao ataque de percevejos. Foram avaliadas 23 linhagens de soja na geração F8 desenvolvidas pelo Programa de Melhoramento Genético de Soja da Universidade Federal de Uberlândia e quatro cultivares (Msoy 8527, UFUS Xavante, Msoy 8787 e UFUS Milionária) durante a safra 2015/2016 e 16 caracteres agronômicos foram mensurados. As linhagens G1, G2 e G24 apresentaram caracteres agronômicos promissores para a resistência ao percevejo marrom da soja. Outro fator preocupante que pode drasticamente impactar a produtividade de grãos é a ocorrência de estresse hídrico em leguminosas. Uma alternativa para aliviar o efeito negativo da seca, além do emprego do melhoramento genético, é a associação de espécies de plantas com bactérias promotoras de crescimento. Assim, o benefício direto no crescimento de plantas e aumento da tolerância ao déficit hídrico em função de fito hormônios produzidos por bactérias podem minimizar o efeito negativo da falta de água na produção comercial de lentilha. Um experimento no estádio vegetativo foi desenvolvido para avaliar o desempenho de lentilha durante 25 dias de seca. Partes das sementes de lentilha foram inoculadas com a estirpe selecionada de Methylobacterium no momento da semeadura adicionando a solução contendo as bactérias diretamente no solo. Pelas análises de parâmetros morfológicos, biométricos e fisiológicos, o efeito positivo da inoculação em lentilha foi constatado na melhoria do vigor e crescimento de plântulas, absorção de nutrientes (conteúdo de eletrólitos), bem como um melhor aproveitamento de água pelas plantas (maior eficiência no uso da água e menor perda de água nas folhas). Logo, um sustentável inoculante promotor de crescimento, poderia minimizar o efeito negativo da seca no cultivo de lentilha. Assim, o melhoramento de plantas junto ao emprego de tecnologias sustentáveis, poderia minimizar problemas no cenário agrícola como a alta incidência de percevejos na cultura da soja e o estresse hídrico em lentilha. Biotic and abiotic stresses are predicted to raise in the future scenario of agricultural production due to escalated climate change. Those factors are going to be responsible for increasing challenges in crop production, and can possibly lower grain yield worldwide. Consequently, plant exposition to a combination of both biotic and abiotic stresses is more likely to occur in the future. Higher incidence of stink bugs and drought stresses are common issues that pose an additional threat to soybean and lentil crop productions. In this scenario, breeding programs have a crucial role in developing tolerant lines to main pests. Due to the significant attack of stink bugs on soybeans, especially Euschistus heros, which can considerably compromise grain yield and seed quality, the development of superior lines is crucial. The selection based on positive correlations between grain yield and a higher number of pods and weight of seeds has demonstrated to be an important indicator of soybean resistance to stink bug attack. Twenty-three soybean F8 lines developed by the Soybean Breeding Program of Federal University of Uberlândia and four cultivars (Msoy 8527, UFUS Xavante, Msoy 8787, and UFUS Milionária) were evaluated during the growing season of 2015/2016 and 16 agronomic traits were accessed. The lines G1, G2, and G24 are very promising genotypes as they have shown valuable agronomic traits for stink bug resistance. Besides, another concern that can drastically impact crop yields is the occurrence of drought stress. An alternative to alleviate the negative effect of drought, other than genetic breeding, is the association of crop species with beneficial growth-promoting bacteria. Thus, the direct benefit of plant growth and tolerance to drought stress by bacterially produced phytohormones could minimize the negative effect of water scarcity on lentil production. A vegetative stage experiment was aimed to evaluate the performance of lentil plants during 25 day-long period of complete water withdrawal (terminal drought). Lentil seeds were inoculated with Methylobacterium at the time of planting by adding bacterial solution to half of the pots of the experiment. Through the analysis of morphological, biometrical, and physiological parameters, the positive effect of inoculated lentils was to a high extent a result of visibly improved plant vigor, plant growth, nutrient uptake (electrolyte content), as well as optimized water management parameters (WUE, LWL). Consequently, a sustainable growth enhancer of bacterial origin could lower the negative effect of drought on lentil cultivation. Thus, plant breeding and sustainable technologies together could minimize concerning issues in the agricultural scenario such as the high incidence of stink bugs in soybeans and drought stress in lentils. Dissertação (Mestrado)

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico A pústula-bacteriana em soja é causada pela bactéria Xanthomonas axonopodis pv. glycines. Esta doença teve aumento expressivo em sua agressividade nos cultivares de soja nas últimas safras. O principal método de controle da pústula-bacteriana é o uso de cultivares resistentes. A identificação de fontes de resistência à pústula-bacteriana é um desafio para os melhoristas, uma vez que existem várias estirpes da fitobactéria e interação genótipos x estirpes para a resistência ao patógeno. O que pode ser resolvido com o auxílio de marcadores moleculares SNPs via análise de associação genômica ampla. Diante disso, objetivou-se caracterizar fenotipicamente 118 genótipos de soja quanto à resistência a X. axonopodis pv. glycines; identificar marcadores moleculares do tipo SNPs ligados a genes responsáveis pela resistência à pústula-bacteriana e identificar cultivares de soja portadores de alelos de resistência à pústula bacteriana. Foram inoculados 118 genótipos de soja com os isolados XAG2440 p e XAG2447. O delineamento experimental foi o inteiramente casualizados, com sete repetições. A parcela experimental foi um pote plástico de 200 ml de volume com uma planta. A severidade da doença foi avaliada 15 dias após a inoculação com uma escala de notas de severidade de pústula bacteriana de 1 a 5, em que 1= a ausência de pústulas e 5= maior severidade de pústula bacteriana. O agrupamento das médias de severidade da doença dos genótipos pelo teste de Skott-Knott permitiu a formação de cinco grupos de genótipos quando se usou a estirpe XAG2440 p e três grupos com a estirpe XAG2447.O genótipo CD244RR foi resistente a ambas as estirpes. Já o genótipo TMG 7161RR foi o primeiro a apresentar sintomas de pústula bacteriana, mostrando-se altamente suscetível à ação de ambas as estirpes. Foram identificados onze potenciais marcadores SNPs em cinco cromossomos associados com a resistência à pústula-bacteriana causada pela estirpe XAG2440 p . O marcador Gm03_46214163_C_T é o mais fortemente associado com a resistência à pústula-bacteriana causada pela estirpe XAG2440 p e está localizado no cromossomo 3. Para a estirpe XAG2447 foram identificados cinco potenciais marcadores SNPs em três cromossomos. O marcador Gm17_7280661_C_T localizado no cromossomo 17 é o marcador mais fortemente associado à resistência à pústula- bacteriana causada pela estirpe XAG2447. Com base nos marcadores recomendamos fvcruzamentos envolvendo as cultivares CD244RR, CD243RR, CD5969, FUNDACEP55RR e FUNDACEP58RR para obter genótipos portadores de todos os alelos de resistência à estirpe XAG2440 p . Esses marcadores, depois de validados, poderão ser utilizados para seleção assistida por marcadores, de forma a aumentar a frequência de alelos de resistência à ação das estirpes XAG2440 p e XAG2447. Bacterial pustule in soybean is caused by the bacterium Xanthomonas axonopodis pv. glycines. This disease had an expressive increase in its aggressiveness in soybean cultivars in the last harvests. The main method control of bacterial pustule is the use of resistant cultivars. The identification of sources of resistance to bacterial pustule is a challenge for breeders as there are several strains of this phytobacteria and interaction genotypes x strains for resistance to the pathogen. What can be solved with the identification of molecular markers SNPs with Genome-wide association studies. On this, the objective of this study was to characterize phenotypically 118 soybean genotypes for resistance to X. axonopodis pv. glycines; to identify molecular markers of the SNPs type linked to genes responsible for resistance to bacterial pustule and to identify soybean cultivars carrying resistance alleles to bacterial pustule. 118 soybean genotypes were inoculated with the isolates XAG2440p and XAG2447. The experimental design was the completely randomized with seven replications. The experimental plot was a plastic pot of 200 ml volume with a plant per pot. After 15 days of inoculation plants were examined for lesions characteristic of bacterial pustule with a scale of bacterial pustule severity scores from 1 to 5, where 1 = absence of pustules and 5 = greater severity of bacterial pustule. The clustering of disease severity averages of the genotypes by the Skott-Knott test allowed the formation of five genotype groups when using the strain XAG2440p and three groups with the strain XAG2447. The genotype CD244RR was resistant to both strains. The genotype TMG 7161RR was the first to present symptoms of bacterial pustule, being highly susceptible to the action of both strains. Eleven potential SNPs markers were identified on five chromosomes associated with resistance to bacterial pustule caused by strain XAG2440p. The marker Gm03_46214163_C_T is most strongly associated with resistance to bacterial pustule caused by strain XAG2440p and is located on chromosome 3. For the strain XAG2447 were identified five potential SNPs markers on three chromosomes. The marker Gm17_7280661_C_T located on chromosome 17 is the marker most strongly associated with resistance to bacterial pustule caused by strain XAG2447. Based on the markers we recommend crosses involving the cultivars CD244RR, CD243RR, CD5969, FUNDACEP55RR and FUNDACEP58RR to obtain genotypes carrying all the strain resistance alleles XAG2440p. These markers, once validated, may be used for marker- assisted selection in order to increase the frequency of resistance alleles to strains XAG2440p and XAG2447.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, Programa de Pós-Graduação em Agronomia, 2017. As sulfoniluréias estão classificadas no grupo de herbicidas que atuam bloqueando a síntese de aminoácidos essenciais através da inibição da enzima acetolactato sintase (ALS). A inibição dessa enzima interrompe a produção de proteínas, interferindo no crescimento celular e, consequentemente, ocasionando a morte da planta. Com o desenvolvimento de cultivares de soja contendo os alelos Als1 e Als2 que conferem tolerância a diferentes princípios ativos do grupo das sulfoniluréias, esse estudo teve como objetivos testar progênies de soja quanto à presença/ausência dos alelos Als1 e Als2 e avaliar o impacto agronômico da adição desses alelos em campo sem a aplicação de herbicida do grupo das sulfoniluréias, e em um segundo experimento avaliar os efeitos da aplicação em pré-emergência do herbicida do grupo das sulfoniluréias em progênies de soja contendo os alelos Als1 e Als1+Als2 e comparar sua seletividade a progênies sem os alelos. Esses experimentos foram conduzidos nas estações experimentais da DuPont Pioneer de Planaltina, DF, safras 2014/2015 e 2015/2016, e de Sorriso, MT, safra 2014/2015. Foram avaliadas populações de soja com diferentes classes genotípicas quanto a presença/ausência dos alelos Als1 e Als2. A comparação entre as classes foi feita através do uso de diversas características agronômicas em campo com e sem a aplicação do herbicida das sulfoniluréias. Nos ensaios sem o uso do herbicida, as médias de produtividade em Planaltina e Sorriso safra 2014/2015 e em Planaltina 2015/2016 foram 2896, 2537 e 3264 kg ha-1, respectivamente. A produtividade de grãos para as classes genotípicas nula, Als1, Als2 e Als1+Als2 foram 2826, 2837, 2685 e 2835 kg ha-1, respectivamente e não diferiram estatisticamente entre si. As demais características também apresentaram comportamento semelhante entre as classes. Nas progênies avaliadas, a adição dos alelos Als1 e/ou Als2 não ocasionou alterações significativas nas características agronômicas avaliadas. No experimento com o uso do herbicida, a média de produtividade das classes Als1 e Als1+Als2, 3692 e 3745 kg ha-1, respectivamente, foram significativamente superiores à classe nula, 3554 kg ha-1, com diferença significativa entre as classes para todas as características, exceto avaliação da parcela. Isso indica a importância e a necessidade da presença dos alelos que conferem resistência, pois sob uso do herbicida as progênies que continham os alelos de resistência a sulfoniluréia foram estatisticamente superiores as progênies sem os alelos. Portanto, concluiu-se nesses experimentos que sem o uso do herbicida, o desempenho entre as classes do gene é semelhante e a adição dos alelos mutantes não altera o fenótipo das progênies de soja enquanto que sob uso do herbicida a presença dos alelos se torna crucial para o melhor desempenho da soja. Sulfonylureas are classified in the herbicide group that acts by blocking the synthesis of essential amino acids by inhibiting acetolactate synthase enzyme (ALS). The inhibition of this enzyme disrupts the production of proteins, interfering with cell growth and consequently resulting in the death of the plant. With the development of soybean cultivars containing Als1 and Als2 alleles that confer tolerance to different active ingredients of sulfonylurea group, this study aimed to test different soybean progenies for the presence/absence of Als1 and Als2 alleles and evaluate the agronomic impact of these alleles addition in the field without sulfonylurea herbicide application, also in a second experiment, to evaluate the effects of pre-emergence sulfonylurea herbicide application in soybean progenies containing Als1 and Als1+Als2 alleles and compare their selectivity to progenies without the alleles. These experiments were conducted in experimental stations of DuPont Pioneer at Planaltina, DF, 2014/2015 and 2015/2016 seasons and at Sorriso, MT, 2014/2015 season. Soybean populations with different genotypic classes were evaluated for presence/absence of the Als1 and Als2 alleles. The comparison among classes were made using several agronomic traits in the field with and without sulfonylurea herbicide application. In the experiments without herbicide, the grain yield average at Planaltina and Sorriso 2014/2015 season and at Planaltina 2015/2016 were 2896, 2537 and 3264 kg ha-1, respectively. Yield for the genotypic classes null, Als1, Als2 and Als1+Als2 were 2826, 2837, 2685 and 2835 kg ha-1, respectively, and they were not statistically different from each other. Also, the other traits indicated similar behavior among classes. In the studied progenies, the addition of Als1 and/or Als2 alleles did not cause significant differences in the evaluated traits. While, in the experiment with herbicide application, the yield average of Als1 and Als1+Als2 classes, 3692 and 3745 kg ha-1, respectively, were significantly higher than the null class, 3554 kg ha-1, with significant difference among classes for all traits, except plot evaluation. This fact indicates the importance and necessity of alleles presence that confer resistance, since under herbicide application the progenies with the sulfonylurea resistant alleles were statistically superior than the progenies without the alleles. Therefore, it was concluded in these experiments that without the use of the herbicide, the performance among the gene classes is similar and the addition of the mutant alleles do not alter the phenotype in the soybean progenies, whereas under the herbicide application, the presence of the alleles becomes crucial for the soybean best performance.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior A soja destaca-se como uma das culturas de maior importância econômica para o agronegócio brasileiro. Seu sistema de cultivo é empresarial, predominantemente em monocultivo, altamente tecnificado e com emprego de grandes extensões de terra. Maior taxa de remuneração possível é desejável no investimento agrícola e os inseticidas, como fator redutor, representam até 18, 6% dos custos da lavoura de soja. A conservação e promoção da diversidade biológica é eminente no manejo sustentável dos agroecossistemas e deve ser considerada num empreendimento agrícola. Investimentos direcionados à eficiência econômica, emprego de ciência e tecnologia são necessários para se desenvolver métodos de manejo menos agressivos ao meio ambiente, da mesma forma que acontece com o desenvolvimento de produtos convencionais químicos e que por isso dominam o mercado. Esse trabalho foi iniciado com uma introdução geral sobre alternativas de manejo de pragas e com enfoque no percevejo-marrom-da-soja. Dois métodos inseticidas não convencionais são abordados para esse sugador: o caulim e o controle biológico. O caulim é uma argila aplicável sob a forma de suspensão aquosa, que confere proteção física à planta. É relativamente inócuo ao ser humano e ao meio ambiente. As propriedades inseticidas desse mineral e os aspectos da pulverização nas plantas foram discorridos. O controle biológico apresentado é realizado com uma pequena “vespa” parasitoide de ovos de percevejo, polífaga, nativa, encontrada em campos de soja e que é ainda um pouco negligenciada no Brasil. Os estudos foram organizados em dois capítulos: i. Estudos de pigmento traçador associados ao caulim, tipos de pontas e velocidades de trabalho na pulverização hidráulica do caulim; ii. Características biológicas do parasitoide Trissolcus brochymenae no parasitismo de ovos de Euschistus heros e desempenho em parasitismo, escolha e resposta funcional do parasitoide na praga alvo (E. heros) comparado ao outro hospedeiro, o predador Podisus nigrispinus. Soybeans stand out as one of the most economically important crops for Brazilian agribusiness. Its cultivation system is entrepreneurial, predominantly monoculture, highly technified and employing large tracts of land. The highest possible remuneration rate is desirable in agricultural investment and insecticides, as a reducing factor, account for up to 18.6% of the costs of soybean farming. The conservation and promotion of biological diversity is eminent in the sustainable management of agroecosystems and should be considered in an agricultural enterprise. Investments aimed at economic efficiency, employment of science and technology are necessary to develop methods of management less aggressive to the environment, as with the development of conventional chemical products and therefore dominate the market. This work was started with a general introduction about alternatives to pest management and with a focus on the soybean brown stink bug. Two unconventional insecticidal methods are approached for this sucker: kaolin and biological control. Kaolin is an applicable clay in the form of an aqueous suspension, which provides physical protection to the plant. It is relatively innocuous to humans and the environment. The insecticidal properties of this mineral and the spraying aspects in the plants were discussed. The biological control presented is carried out with a small parasitoid wasp of stink bug eggs, polyphagous, native, found in soybean fields and that is still a little neglected in Brazil. The studies were organized in two chapters: i. Studies of tracer pigment associated to kaolin, tip types and working speeds in the hydraulic spraying of kaolin; ii. Biological characteristics of the parasitoid Trissolcus brochymenae on the parasitism of the Euschistus heros stink bug and its performance on parasitism, choice and functional response of the parasitoid in the target pest (E. heros) compared to the other host, the predator Podisus nigrispinus.

A ferrugem asiática causada pelo fungo Phakopsora pachyrizi, é uma das principais doenças da soja. Em condições favoráveis, a doença pode ser um fator limitante para a produção. Atualmente, o controle da doença é realizado por meio da aplicação de fungicidas, vazio sanitário, plantio de cultivares precoces e adubação equilibrada. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do incremento da adubação fosfatada, potássica e nitrogenada sobre a ferrugem asiática da soja. Foram conduzidos 2 experimentos em condições de campo, com delineamento de blocos ao acaso, com 6 doses de N, P e K (0, 25, 50, 100, 200 e 400 mg/dm3) e 2 experimentos em vasos sobre condições de campo, sendo um deles com 6 doses de N, P e K (0, 50, 100, 200, 400 e 800 mg/dm3), e o outro com 4 doses de P e K (0, 100, 200 e 400 mg/dm3) e 4 doses de N (0, 50, 100 e 200 mg/dm3). A aplicação de fungicida (Azoxistrobina + Ciproconazol) foi realizada aos 45, 60 e 75 dias após a emergência (DAE) nos tratamentos com controle químico. Foram avaliados severidade, porcentagem de controle, área abaixo da curva de progresso da doença (AACPD), taxa de progresso da doença (r), produtividade e teor de clorofila a e b. A severidade, a AACPD e a taxa de progresso da doença reduziram conforme o incremento na adubação fosfatada e potássica e a aplicação de fungicida, enquanto a porcentagem de controle e a produtividade aumentaram. Os teores de clorofila a e b também apresentaram maiores valores conforme o incremento na dose de P e K. No experimento de N, o incremento da adubação nitrogenada aumentou a severidade, a AACPD, a taxa de progresso da doença, os teores de clorofila a e b, e a produtividade. Com bases nos dados obtidos, concluiu-se que a adubação equilibrada com fósforo e potássio e a aplicação de fungicida são estratégias que podem ser implementadas no manejo integrado, possibilitando maior eficiência no controle da ferrugem asiática da soja, enquanto o nitrogênio apesar de aumentar produtividade, aumenta a severidade da ferrugem da soja. The Asian rust caused by the fungus Phakopsora pachyrizi, is one of the major diseases of soybean. Under favorable conditions, disease can be a limiting factor for production. Currently, the control of the disease is carried out through the application of fungicides, sanitary void, planting of early cultivars and balanced fertilization. Thus, the objective of this work is to evaluate the effect of phosphate, potassium and nitrogen fertilization on an asian soybean rust. Two trials were received in field conditions, with a randomized block design, with 6 doses of N, P and K (0, 25, 50, 100, 200 and 400 mg / dm3) and 2 potting experiments on field conditions (0, 100, 200, 400 and 800 mg / dm3), the other with 4 doses of P and K (0, 100, 200 and 400 mg / dm3) and 4 doses of N (0, 50, 100 and 200 mg / dm3). The application of fungicide (Azoxystrobin + Ciproconazole) was performed at 45, 60 and 75 days after emergence (DAE) in the treatments with chemical control. The severity, percentage of control, area below the disease progress curve (AACPD), rate of disease progression (r), productivity and chlorophyll content a and b were evaluated. The severity, AACPD and rate of progress of the disease reduced as the increase in phosphate and potassium fertilization and a fungicide application, while a percentage of control and a production increased. Nitrogen testing, nitrogen fertilization increased severity, AACPD, rates of disease progression, chlorophyll content and yield, and yield. Based on the data obtained, it was concluded that it is a balanced fertilization with phosphorus and potassium and application of fungicide are structures that can be implemented without integrated management, allowing greater efficiency in the control of soybean asian rust, while nitrogen, despite increasing the productivity, increase the severity of soybean rust.

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior A soja, mesmo com a evolução tecnológica, não atingiu ainda uma média de produção brasileira de 4.000 kg ha-1 devido aos fatores clima, nutrição e fertilidade do solo, genética e problemas fitossanitários. Dentre eles está a doença ferrugem-asiática da soja, causada pelo fungo Phakopsora pachyrhizi Syd. & Syd., uma das mais severas, com danos variando até 100%. Dentre as estratégias de manejo estão o uso de genótipos precoces, uso de fungicidas de forma preventiva e cultivares com resistência parcial e tolerantes ao fitopatógeno. Para a obtenção de cultivares resistentes, seis genes que condicionam a resistência vertical (qualitativa), já foram relatados na literatura, mas a estabilidade desse tipo de resistência não é durável. Portanto, a identificação de genótipos que possam ser utilizados como fontes de resistência horizontal (quantitativa), é primordial para aumentar a longevidade das cultivares lançadas no mercado brasileiro. Este trabalho teve como objetivo avaliar a resistência de 12 genótipos de soja frente ao patógeno e respostas na produtividade. O presente trabalho foi desenvolvido na Fazenda do Glória, na Universidade Federal de Uberlândia (UFU), localizada no município de Uberlândia, MG, Brasil. No ano agrícola 2015/2016 foi conduzido um experimento com subparcelas com ou sem fungicida AZOXISTROBINA + BENZOVINDIFLUPIR e subsubparcelas relacionadas a posição de avaliação na planta. Foram 12 genótipos de ciclo precoce, sendo 10 provenientes do laboratório de germoplasma da UFU (LAGER), uma testemunha comercial suscetível e uma testemunha do LAGER conhecidamente resistente, delineados em blocos casualizados, com quatro repetições. As parcelas experimentais foram representadas por duas fileiras de 6 m x 0,5 m, sendo que a área útil de 2,5 m² constituiu-se pelas duas fileiras centrais, eliminando-se 0,5 m em cada extremidade da parcela. Os genótipos LAGER-210 e LAGER-216 foram selecionados para estudos de valor de cultivo e uso (VCU) por apresentarem resistência parcial à ferrugem, tolerância, ciclo curto, boas características morfoagronômicas e maiores produtividades. Soybean crop, despite the technological evolution, did not reach an average of 4,000 kg ha-1 in Brazil due to the factors of climate, nutrition and soil fertility, genetics and phytosanitary problems. Among them is the rust-soy disease of soybean, caused by the fungus Phakopsora pachyrhizi Syd. & Syd., one of the most severe, with damage ranging up to 100%. Among the management strategies are the use of early genotypes, use of preventive fungicides and cultivars with partial resistance and tolerant to phytopathogen. To obtain resistant cultivars, six dominant genes that condition vertical (qualitative) resistance, have already been reported in the literature, but the stability of this type of resistance is not durable. Therefore, the identification of genotypes that can be used as sources of horizontal (quantitative) resistance is essential to increase the longevity of the cultivars launched in the Brazilian market. This work aimed to evaluate the resistance of 12 soybean genotypes to the pathogen and yield responses. This work was developed at Fazenda do Glória, in Federal University of Uberlândia (UFU), located in the city of Uberlândia, MG, Brazil. In the agricultural year 2015/2016 an experiment was carried out with subplots with or without fungicide AZOXISTROBINA + BENZOVINDIFLUPIR and subsubplots related to the evaluation position in the plant. There were 12 early-cycle genotypes, 10 from the UFU germplasm laboratory (LAGER), a commercial susceptible control, and a known resistant LAGER control. They were outlined in randomized blocks with four replicates. The experimental plots were represented by two rows of 6 m x 0.5 m, and the 2.5 m 2 area consisted of the two central rows, eliminating 0.5 m at each end of the plot. The LAGER-210 and LAGER-216 genotypes were selected for crop and use value (CUV) studies because they showed partial resistance to rust, tolerance, short cycle, good morphoagronomic characteristics and higher yields. Dissertação (Mestrado)

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico O Cowpea mild mottle virus (CPMMV, família Betaflexiviridade e gênero Carlavirus) é um vírus emergente no Brasil. O vírus é transmitido pela mosca-branca Bemisia tabaci e infecta hospedeiros preferencialmente da família Fabaceae, sendo encontrado em diferentes culturas em quase todos os continentes do mundo. Nesse trabalho, vários aspectos da biologia e genética do CPMMV foram discutidos e a relação CPMMV- hospedeiro foi explorada. O CPMMV causa sintomas muito variados em plantas campo e em casa de vegetação. A natureza dessa variação de sintomas foi determinada nesse trabalho utilizando-se inoculações sucessivas de um isolado de CPMMV brasileiro causador de necrose na cultivar de soja CD206. As inoculações sucessivas levaram o isolado que antes causava necrose a induzir sintomas brandos (mosaicos e clareamento de nervuras). Isso foi verificado após seis inoculações sucessivas de uma amostra vegetal de soja proveniente do campo e também a partir do isolado viral oriundo de uma lesão local, e submetido, portanto a um gargalo genético, em folhas de Nicotiana benthamiana. A alteração do padrão de sintomas aumentou adaptabilidade do vírus e vetor, sugerindo que a indução de diferentes sintomas pelos variantes virais é uma vantagem adaptativa. A região viral envolvida na indução de sintomas pelo CPMMV foi a replicase viral (codificada pela ORF1) e diferentes sítios distribuídos ao longo de blocos recombinantes da ORF1 foram associados às alterações do fenótipo. Nesse trabalho, também se buscou compreender um aspectos da replicação do CPMMV em soja, identificando-se fatores necessários à replicação. Até o momento tudo que se sabia sobre a replicação dos betaflexivírus é que ela ocorria no citoplasma. Nenhum fator do hospedeiro era conhecido. Aqui foram identificadas duas proteínas do hospedeiro capazes de interagir com o domínio RNA polimerase dependente de RNA (RdRp) a partir de uma biblioteca de cDNA de soja construída em vetor de duplo-híbrido de leveduras. Para a construção da biblioteca foram utilizadas plantas de soja cv. CD206 com infecção pelo CPMMV após 0, 3, 7 e 14 dias de inoculação. As proteínas identificadas foram: a ERD4 tipo CSC1 (GmERD4) e uma inositol metiltransferase (GmIMT). A interação foi confirmada por ensaios de duplo-híbrido de leveduras e por ensaios de complementação de fluorescência bimolecular (BiFC). A predição e a localização subcelular de ambas as proteínas e do domínio RdRp também foram realizados. GmERD4 localizou-se no retículo endoplasmático (RE) e GmIMT apresentou localização citoplasmática, enquanto o domínio RdRp induziu estruturas pontuais na membrana plasmática e sobre a rede do RE. A análise da expressão de ambos os genes em plantas de soja infectadas com o CPMMV, demonstrou que eles foram induzidos após 3 e 7 dias da inoculação. A superexpressão de GmERD4 e GmIMT foi realizada em protoplastos de soja infectados com o CPMMV e foi verificado que a superexpressão de GmERD4 aumentou o acúmulo viral após 7 dias de infecção. A replicase viral está envolvida em diferentes processos da infecção viral, atuando não apenas na replicação dos genomas, mas também na indução de sintomas. Isso reforça a natureza multifuncional das proteínas virais. Cowpea mild mottle virus (CPMMV, family Betaflexiviridae and genus Carlavirus) is an emerging virus in Brazil. The virus is transmitted by the whitefly Bemisia tabaci and it infects hosts preferentially of Fabaceae family, being found in different crops in almost all the continents in the world. In this work, several aspects about biology and genetics of CPMMV were dicussed and the CPMMV-host relationship was explored. CPMMV causes varied symptoms in plants in the fields and in greenhouse. The nature of this symptoms variation was determinate in this work using successive inoculations of a CPMMV Brazilian isolate causing necrosis in the CD206 soybean cultivar. Successive inoculations led to the isolate, which previously had caused necrosis to induce mild symptoms (mosaic and vein clearing). This was verified after six successive inoculations of a soybean sample from the field and also from a local lesion of a viral isolate, and thus submitted to a genetic bottleneck, in Nicotiana benthamiana leaves. We have shown that altering of symptoms pattern increased the fitness of the virus and vector, suggesting that the induction of different symptoms by viral variants is an adaptive advantage. The viral region involved in the induction of CPMMV symptoms was viral replicase (encoded by ORF1), different sites distributed throughout the recombinant blocks of ORF1 were associated with phenotype changes. In this work, also shought to the understanding about the replication of CPMMV in soybean identifying factors necessary for replication. To date, all that has been known about betaflexiviruses’s replication is that it occurs in the cytoplasm. None host factor was known. Here, two host proteins able to interact with the RNA-dependent RNA polymerase domain (RdRp) from a yeast two-hybrid vector-constructed soybean cDNA library were indentifyed. For the library construction, soybean plants cv. CD206 with CPMMV infection after 0, 3, 7 and 14 days of inoculation were used. The proteins identified were: the CSC1 type ERD4 (GmERD4) and an inositol methyltransferase (GmIMT). The interaction was confirmed by yeast two-hybrid assays and by Bimolecular Fluorescence Complementation (BiFC) assays. Prediction and subcellular localization of both proteins and the RdRp domain were also performed. GmERD4 was located in the endoplasmic reticulum (ER), GmIMT presented cytoplasmic location while the RdRp domain induced punctual structures in the plasma membrane and on the ER network. Analysis of the expression of both genes in soybean plants infected with CPMMV demonstrated that the they were induced after 3 and 7 days of inoculation. Overexpression of GmERD4 and GmIMT was performed on soybean protoplasts infected with CPMMV and it was found that overexpression of GmERD4 increased viral accumulation after 7 days of infection. Viral replicase is involved in different viral infection processes, acting not only on genome replication, but also on the induction of symptoms. This reinforces the multifunctional nature of viral proteins.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais Large losses in agricultural production worldwide have occurred due to insects in the order Heteroptera. Records of severe losses in agricultural commodities [eg, soybean, Glycine max (L.)] in Brazil have been attributed to the action of a stink bug complex, whose main insect species have changed both spatially and temporally in soybean producing regions. More recently, other stink bug pests without occurrence in Brazil have been the main cause of crop losses with great relevance for Brazilian agricul- ture. Therefore, the present research was divided into three parts, aiming not only to address the current situation of two of the main pests in Brazilian soybean crops, the brown stink bug, Euschistus heros (F.), and the red banded stink bug, Piezodorus guildinii (West.), but also to provide relevant information about heteropteran pests in other countries and likely to become pests in Brazil, like Lygus lineolaris (Palisot de Beauvois). In the first study, the susceptibility of E. heros to the chlorantraniliprole insecticide was evaluated, as well as the alteration in the reproductive fitness medi- ated by sublethal exposure to this insecticide. The susceptibility of E. heros was eval- uated by assessing the mortality of newly emerged nymphs and adults. Alterations in reproductive fitness were evaluated by testing four combinations of treated and untreated couples: untreated male and treated female; treated male and untreated female; both male and female treated; both male and female untreated. Although chlorantraniliprole insecticide caused low mortality to E. heros during the develop- mental stages (3 rd , 4 th and 5 th instars and adults) treated, adults exposed to sublethal concentration of chlorantraniliprole had their reproductive fitness affected. There was an increase in survival time for untreated males coupled with treated females, and a higher oviposition peak for treated females coupled with untreated males, with shorter egg incubation time and delayed peak of fertility. Additionally, the untreated females coupled with treated males exhibited higher daily fecundity, potentially rep- resenting chlorantraniliprole-induced hormesis. In the second work, the competitive- ness of E. heros and P. guildinii was assessed by direct competition experiments with mixed (adult) insect infestations in soybean plants. Fitness of each species was mea- sured by quantifying the populational growth rate, and the soybean yield was ac- cessed at harvesting. The results showed that E. heros was a better competitor than P. guildinii, and the competitive ability of P. guildinii was compromised by the increase in the amount of conspecific and heterospecific (i.e., E. he ros). However, despite the fact that P. guildinii apparently lost the competition with E. heros, no yield was observed in the plants infested with P. guildinii. In the third work, the stylet probing behavior of L. lineolaris (Palisot de Beauvois) on cotton terminal axillary leaves was studied. L. lineolaris was chosen because it is a pest of great importance in several countries, but has not been recorded in Brazil. However, due to international trade there is a probability that this pest would become a problem if introduced in Brazil. The rela- tionship between characteristics of stylet probing behavior of L. lineolaris (3 rd , 4 th and 5 th instars and adult males) and the amount of leaf damage was analyzed. L. lineolaris stylet probing behavior was measured and quantitatively described by electropenet- rography (EPG). Cell rupturing (CR) events, composed of combined stylet movements and salivation during insect probing, are the main cause of damage on cotton axil- lary leaves. Strong correlation between total duration of CR with the amount of leaf damage was found. Differences between life stages and amount of damage on leaves were not found. Therefore, the CR feeding strategy was highly detrimental to leaves, even with low-duration events. These studies reinforce that the recent outbreaks and the higher abundance of E. heros observed in Brazilian soybean fields a re r elated to sublethal effects of chlorantraniliprole, and probably others insecticides, by altering the sexual fitness of E. heros, associated with its higher competitive ability against its heterospecific c ompetitor, P. g uildinii. A dditionally, E PG w ill b e a i mportant t ool to understand stylet probing behavior of soybean stink bugs pests. EPG application, in- cluding for studies with insecticides and their sublethal effects, will be a valuable tool to development of strategies to reduce soybean crop lost. Grandes perdas da produção agrícola mundial têm ocorrido devido a ação de inse- tos da ordem Heteroptera. No Brasil, os registros de perdas severas na produção de commodities agrícolas [e.g., a soja, Glycine max (L.)] têm sido atribuídos a ação de um complexo de percevejos, cujo os principais representantes tem se alterado ao longo do tempo e nas diferentes nas regiões produtoras de soja. Mais recentemente, outros percevejos que ainda não existem no Brasil tem sido os principais agentes de perdas em culturas agrícolas com destacada relevância para agrícola brasileira. Por isto, a presente investigação foi dividida em três etapas, visando abordar não somente a si- tuação atual de dois dos principais percevejos pragas em cultivos brasileiros de soja, o percevejo marrom da soja, Euschistus heros (F.) e o percevejo verde pequeno, Piezo- dorus guildinii (West.), mas também obter informações relevantes sobre percevejos que são pragas em outros países mas que tem extremo potencial de serem pragas tam- bém aqui no Brasil, como Lygus lineolaris (Palisot de Beauvois). No primeiro trabalho, foi avaliada a susceptibilidade de E. heros ao inseticida clorantraniliprole, bem como a alteração do potencial ou capacidade reprodutiva mediada por exposição subletal a este inseticida. A suscetibilidade de E. heros foi avaliada por meio da determina- ção de mortalidade de ninfas e adultos recém emergidos. A alteração do potencial reprodutivo foi avaliada testando quatro combinações de casais tratados e não trata- dos: macho não tratado e fêmea tratada; macho tratado e fêmea não tratada; ambos macho e fêmea tratados; ambos machos e fêmeas não tratados. Apesar do inseticida clorantraniliprole ter causado baixa mortalidade em E. heros às fases de desenvolvi- mento avaliadas (3o, 4o e 5o instares e adultos), a exposição subletal de adultos ao clorantraniliprole afetou o potencial reprodutivo da espécie. Ocorreram aumento no tempo de sobrevivência para machos não tratados acasalados com fêmeas tratadas, e maior pico de oviposição em fêmeas tratadas acasaladas com machos não tratados, com consequente menor tempo de incubação de ovos e atraso no pico de fertilidade. Além disso, fêmeas não tratadas acasaladas com machos tratados apresentaram maior fecundidade diária, o que pode indicar hormese induzida por clorantraniliprole. No segundo trabalho, foi estudado a capacidade competitiva entre as espécies E. heros e P. guildinii por meio de experimento de competição, com a infestação de adultos de ambas as espécies em plantas de soja. Para cada espécie foi determinada a taxa de crescimento populacional, e adicionalmente o efeito sobre a produção das plantas de soja. Os resultados mostraram que E. heros foi um melhor competidor do que P. guil- dinii, tendo a capacidade competitiva de P. guildinii sido comprometida pelo aumento na quantidade de coespecíficos e heteroespecíficos (isto é, E. he ros). No entanto, ape- sar do fato de que P. guildinii, aparentemente, ser um pior competidor em relação a E. heros, nenhuma produção de grãos foi observada nas plantas infestadas com P. guildi- nii. No terceiro trabalho, foi verificado o comportamento alimentar de Lygus lineolaris (Palisot de Beauvois) em folhas da axila terminal de plantas de algodão do terminal axilar. L. lineolaris foi escolhido por ser um heteróptero praga de relevada importância em diversas culturas, mas que ainda não tem registro de ocorrência no Brasil. No en- tanto, devido ao comércio internacional existe a possibilidade de vir a ser praga caso sua presença seja detectada. Foi verificada a relação entre características do comporta- mento de prova de L. lineolaris (3o, 4o e 5o instares e adultos machos) e a quantidade de danos nas folhas resultante da alimentação dos insetos. O comportamento de prova foi caracterizado e mensurado por Eletropenetrografia (EPG). Os eventos de ruptura de células (CR), que são movimentos do estilete dos insetos combinados com sali- vação durante a prova estiletar, são a principal causa de danos nas folhas de algodão havendo uma forte correlação entre o tempo total de CR e a quantidade de dano foliar. No entanto, não houveram diferenças entre os instares na quantidade de danos nas fo- lhas. Portanto, a estratégia de CR durante a alimentação por L. lineolaris foi altamente prejudicial às folhas, mesmo em eventos de baixa duração. Estes estudos reforçam a percepção de que os recentes surtos e a maior abundância de E. heros observados nos campos de soja podem ser devidos a efeitos subletais de clorantraniliprole, e prova- velmente também de outros inseticidas, via alteração do potencial reprodutivo de E. heros, associada à sua maior capacidade competitiva contra seu competidor heteroes- pecífico P. guildinii. A técnica de EPG utilizada neste estudo virá a ser uma importante ferramenta no estudo do comportamento alimentar de insetos fitossuccívoros da cul- tura da soja. A utilização de EPG, inclusive para estudos com inseticidas e seus efeitos subletais, é uma valiosa ferramenta no desenvolvimento de estratégias para reduzir as perdas na produção de soja.

A ferrugem asiática foi descoberta no Brasil em 2002 e é, atualmente, a doença que mais causa danos no rendimento e perdas econômicas. Este estudo objetivou sumarizar, por meio de metanálise, a magnitude e a heterogeneidade do efeito da adição de mancozebe em misturas de fungicidas sistêmicos, na eficácia de controle da ferrugem asiática e retorno em produtividade da soja em ensaios de campo conduzidos ao longo de três safras em diferentes regiões do Brasil. Foram analisados os dados obtidos em ensaios de pesquisa conduzidos por pesquisadores contratados pela empresa United Phosphorus Limited (UPL). As variáveis analisadas foram a eficácia de controle, ou redução da severidade da doença, e ganho em produtividade com a adição de mancozebe em relação ao tratamento controle bem como ao tratamento sem a adição de mancozebe. Foi ajustado um modelo de metanálise que testou o efeito de duas moderadoras: adição ou não de mancozebe e a severidade maior ou menor a 60% no tratamento controle. No geral, os tratamentos fungicidas adicionados de mancozebe resultaram em maior eficácia de controle e retorno em produtividade comparados aos tratamentos sem o mancozebe, especialmente piraclostrobina + epoxiconazole. O ganho médio em eficácia de controle foi de 25,95% e de retorno em produtividade foi de 8,73%. Conclui-se que a adição de mancozebe às misturas de triazóis e estrobilurinas recomendados no controle da ferrugem asiática da soja promove ganhos significativos de eficácia de controle e resposta em produtividade para todos os fungicidas analisados. No entanto, há variação entre os produtos e menores ganhos sob condições de epidemia severa. Asian soybean rust was discovered in Brazil in 2002 and is currently the most damaging disease in terms of yield and economic losses. This study aimed to summarize the magnitude and heterogeneity of the effect of the addition of mancozeb on mixtures of systemic fungicides, on the effectiveness of control of Asian rust and on the yield of soybean in field trials conducted over three harvests in different regions of Brazil. The data obtained in research trials contracted by United Phosphorus Limited (UPL) were analyzed. The variables analyzed were the control efficacy, or reduction of disease severity, and the gain in yield with the addition of mancozeb in relation to the control treatment as well as the mixture alone. A "multi-treatment" model was adjusted to test the effect of two moderators: addition or non-addition of mancozeb and the severity higher or lower than 60% in the control treatment. In general, the fungicide amended with mancozeb resulted in a higher control efficiency and yield return compared to treatments without mancozeb, especially pyraclostrobin + epoxiconazole. The average gain in control efficacy was 25.95% and average relative yield return was 8.73%. It can be concluded that the addition of mancozeb to the triazole and strobilurin mixtures recommended in the control of soybean Asian rust promotes significant gains in control efficiency and yield response for all the fungicides analyzed. However, there is variation among the different mixtures with and the lowest gains under severe epidemic.

Dissertação (Mestrado) A dinâmica de insetos, associados à soja, depende dos fatores como clima, transgenia e pulverização de inseticidas que influenciam na fenologia, distribuição e abundância dos organismos, tamanho das populações de insetos. Populações de lagartas e percevejos podem variar com a região de cultivo, cultivar (transgênica ou convencional), inimigos naturais e características da espécie e manejo da cultura. O novo cenário agrícola com cultivos transgênicos, cultivares precoces, mudança na arquitetura de plantas, aumento da população de plantas/ha e cultivares adaptados a diferentes regiões requerem informações sobre a sazonalidade das pragas. Objetivou-se estudar os fatores que determinam o ataque de lagartas e percevejos em plantios de soja nos municípios de Rio Paranaíba e Lagoa Formosa na região do Alto Paranaíba, Minas Gerais, Brasil. O estudo foi conduzido nas safras de 2013/2014 e 2014/2015 com as cultivares RR (Syn 1059 e P97R01) e RR2 (Monsoy 7110 IPRO). Em dois talhões de 10 ha, com 50 pontos de avaliação/talhão. As avaliações foram realizadas com batida de pano branco de 1 metro. Abundância dos insetos foi relacionada por análise de redundância (RDA) com dados climáticos e variações sazonais. Os elementos climáticos e pulverização de inseticidas são fatores que afetam a dinâmica populacional dos insetos-praga e inimigos naturais. Lagartas da subfamília Plusiinae atingiram maiores populações, seguidas de Helicoverpa armigera e Anticarsia gemmatalis com maiores populações em ambos os anos na fase reprodutiva da soja. Fatores como temperatura do ar, precipitação pluviométrica, pulverização de inseticidas e velocidade do vento afetam a população desses insetos. Euschistus heros foi o percevejo mais abundante, seguido de Piezodorus guildinii e Nezara viridula. Sendo que a temperatura do ar e radiação solar afetam diretamente as ninfas e indiretamente os adultos. Inimigos naturais foram pouco abundantes em ambos os locais, sendo em Lagoa Formosa teve menor quantidade. Coccinelídeos foram afetados negativamente e indiretamente pelas pulverizações de inseticidas. O fator Bt não influenciou a dinâmica e os surtos populacionais de pragas de soja.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico Muitas espécies de Cercospora são patógenos generalistas. A versatilidade das espécies de Cercospora associadas ao Crestamento Foliar de Cercospora (CFC) e Mancha Púrpura da Semente (MPS) na soja parece ser historicamente subestimada. Neste trabalho, foram montados bancos de dados moleculares concatenados de sete genes nucleares e um mitocondrial, com sequências de 30 isolados fúngicos amostrados em hospedeiros alternativos à soja do Brasil (15 espécies) e Estados Unidos (seis espécies). Um conjunto de ferramentas complementares foi utilizado para explorar as relações filogenéticas e filogeográficas dos isolados de Cercospora associadas ao CFC e MPS na soja e de outros hospedeiros. A produção de cercosporina e a incidência das mutações de ponto E198G e G143A – duas mutações que conferem resistência a fungicidas – foram investigadas. Entre as cinco linhagens genealógicas de Cercospora associadas ao CFC e MPS, apenas a linhagem 1 foi hospedeiro específica, sendo encontrada somente na soja. As linhagens restantes foram generalistas, uma vez que foram encontradas causando o CFC e MPS na soja e manchas foliares em plantas daninhas e ornamentais. Os isolados foram agrupados nas linhagens de acordo com suas origens geográficas e não foi correlacionada com o hospedeiro de origem. A ausência de compartilhamento de hospedeiros entre isolados do Brasil e EUA sugere que a soja compartilha seus patógenos com outras espécies em escala local. Todos os isolados foram produtores da toxina cercosporina e tanto isolados provenientes da soja quanto de outros hospedeiros foram portadores das mutações pontuais G143A e E198G. Para analisar a distribuição geográfica das linhagens de Cercospora associadas ao CFC e MPS no Brasil e EUA, bem como essas linhagens estão distribuídas nos órgãos da planta foram utilizados 329 isolados coletados em 11 localidades do Brasil e quatro nos EUA. Oito genes nucleares e um mitocondrial foram sequenciados mostrando a existência de duas linhagens genealógicas adicionais às outras cinco previamente descritas. Três dessas linhagens foram endêmicas no Brasil, duas foram endêmicas nos EUA e outras duas estão presentes nos dois países. As sete linhagens foram encontradas em folhas, caule e sementes. A presença de espécies crípticas associadas ao CFC e a MPS na soja alertam para o risco fitossanitário decorrente do erro de identificação de agentes causais de doenças com base apenas no hospedeiro. Many Cercospora spp. are multihost pathogens. The versatility of Cercospora newly associated with cercospora leaf blight (CLB) and purple seed stain (PSS) in soybeans seems to have been historically underestimated. Herein, we assembled multilocus sequence data of seven nuclear and one mitochondrial gene regions with sequences from 30 fungal isolates sampled from nonsoybean host species from Brazil (15 species) and United States (six species). An array of complementary tools explored the phylogenetic and phylogeographic relationships among CLB- and PSS-causing Cercospora and the newly isolated Cercospora spp. Cercosporin production and the incidence E198G and G143A — two known point mutations associated with fungicide resistances — were investigated. Among the five genealogical lineages of CLB- and PSS-causing Cercospora, only Lineage 1 showed host specificity; this lineage had C. kikuchii as the only member and infected soybeans exclusively. The remaining four lineages were multihost pathogens; they infected soybeans along with ornamental and weed species. Genealogical placements were unrelated to host association; isolates clustered together according to geography. The lack of host sharing between Brazil and USA suggested that soybean crops shared pathogens with nearby nonsoybean host species locally. All isolates belonged to cercosporin-producing species of Cercospora. Isolates from nonsoybean host species exhibited both E198G and G143A. To analyze the geographical distribution of Cercospora lineages associated with CLB and PSS in Brazil and USA and the lineages distribution in the soybean organs we used 329 isolates collected in 11 locations in Brazil and four in the United States. Eight nuclear genes and mitochondrial were sequenced showing the existence of two additional lineages to the other five previously described. Three of these lines were endemic in Brazil, two were endemic in the US and other two are present in both countries. The seven lineages were found in leaves, stems and seeds. The presence of cryptic species causing CLB and PSS in soybean alert for phytosanitary risk due to taxonomic errors considering host specificity of Cercospora.

Uma resposta de defesa efetiva contra patógenos depende de uma grande reprogramação gênica, regulada principalmente por fatores de transcrição. Várias famílias de fatores de transcrição estão ligadas à resposta da planta ao ataque de patógenos e entre elas está a família bZIP (Basic Leucine Zipper). O transfator GmbZIP89 é diferencialmente expresso durante a infecção de P. pachyrhizi em soja, o fungo biotrófico causador da ferrugem asiática. Esse fator possui alta similidaridade com G/HBF-1 responsivo à estresse bióticos e GmbZIP105 responsivo à P. pachyrhizi. Isso sugere que GmbZIP89 possa estar envolvido na resposta a ferrugem asiática. O objetivo deste trabalho foi investigar o papel de GmbZIP89 e da sinalização hormonal durante a infecção por P. pachychizi em soja. Mostramos que no início de infecção ocorre uma resposta via jasmonato (JA) e etileno (ET), seguida da sinalização via ácido salicílico (SA) e em estágios tardios ocorre a indução de resposta via JA. Supomos que TGA2 e ORA59 estejam envolvidos no crosstalk JA/SA durante a infecção. SA pode induzir a expressão de TGA2 e inibir a expressão de ORA59 comprometendo a indução de genes responsivos a JA. Mostramos que nos estágios iniciais e tardios de infecção, P. pachyrhizi mimetiza o ataque de um patógeno necrotrófico, elicitando reposta mediada por JA. Efetores secretados pelo fungo provavelmente levam a regulação transcricional de JAZ1 e COI1, mediando a ativação da resposta via JA. Esses efetores também parecem modular a expressão de GmbZIP89 que pode atuar na ativação de genes responsivos a JA ou na repressão transcricional de genes responsivos a SA, em ambos os casos inibindo a defesa mediada por SA. A inibição da resposta via SA garante uma grande vantagem adaptativa para o fungo, pois impede a morte celular decorrente da ativação da via. A manutenção da integridade do tecido foliar é crucial para patógenos biotróficos que necessitam de tecido vivo para obtenção de nutrientes e, dessa forma, é crucial para a colonização e disseminação de P. pachyrhizi. An effective defense response against pathogens depends on a wide genetic reprogramming, regulated mainly by transcription factors. Several transcription factors’ families are linked to the plant’s response to the attack of pathogens and among them there is the bZIP family (Basic Leucine Zipper). The transfactor GmbZIP89 is differentially expressed during a Phakopsora pachyrhizi, the biotrophic fungus responsible for causing asian rust infection on soybean. This factor is highly similar to G/HBF-1 responsive to biotic stress and GmbZIP105 responsive to P. pachyrhizi. This suggests that GmbZIP89 could be involved in the response to asian rust. This project aims to investigate the role of GmbZIP89 and hormone signaling during a P. pachyrhizi infection on soybean. We showed that at the beginning of the infection there is a response through jasmonate (JA) and ethylene (ET) followed by the signaling through salicylic acid (SA) and during later stages of the infection there is and induction of response through JA. We suppose that TGA2 and ORA59 are involved on JA/SA crosstalk during the infection. SA might induce TGA2’s expression and inhibit ORA59’s expression compromising the induction of genes, which are responsive to JA. We showed that during early and later infection stages, P. pachyrhizi mimics a necrotrophic pathogen’s attack, eliciting JA mediated responses. Effectors secreted by the fungus probably result in the transcriptional regulation of JAZ1 and COI1, mediating the activation of a response through JA. These effectors also seem to modulate GmbZIP89 expression, which might act in the activation of genes that are responsive to JA or in the transcriptional repression of SA-responsive genes, in both cases compromising the induction of the SA-dependent defense. The inhibition of the SA signaling guarantees a great adaptive advantage to the fungus because it ceases cell death arising from SA pathway signaling. The maintenance of foliar tissue integrity is crucial to biotrophic pathogens that require live tissue to obtain nutrients and thus allow P. pachyrhizi colonization and spread.

Atualmente, as recomendações de manejo para ferrugem asiática da soja (FAS) têm sido baseadas na aplicação de fungicidas protetores em mistura com triazóis e estrobilurinas. Desta forma, objetivou-se avaliar se o incremento de produtividade proporcionado pela aplicação de fungicidas protetores é devido unicamente à ação fungicida do produto ou à alguma alteração fisiológica na planta e qual alteração seria esta. O experimento foi conduzido no período de março a julho de 2015, na estação experimental da Udi Pesquisa e Desenvolvimento em Uberlândia-MG, com a cultivar 97Y07 RR. O delineamento escolhido para este estudo foi o de blocos casualizados, com quatro repetições e 16 tratamentos: testemunha, fluxapiroxade + piraclostrobina (58,45+116,55 g.ha-1), azoxistrobina + benzovindiflupir (90+45 g.ha-1), trifloxistrobina + protioconazol (60+70 g.ha-1), tebuconazol + picoxistrobina (100+60 g.ha-1), picoxistrobina + ciproconazol (60+24 g.ha-1), mancozebe (1125 g.ha-1), azoxistrobina + tebuconazol + difenoconazol (60+120+75 g.ha-1), azoxistrobina + tebuconazol + difenoconazol + clorotalonil (60+120+75 +1440 g.ha-1), e as misturas: fluxapiroxade + piraclostrobina + mancozeb, azoxistrobina + benzovindiflupir + mancozebe, trifloxistrobina + protioconazol + mancozebe, tebuconazol + picoxistrobina + mancozebe, picoxistrobina + ciproconazol + mancozebe, azoxistrobina + tebuconazol + difenoconazol + mancozebe, e azoxistrobina + benzovindiflupir + clorotalonil, nas mesmas doses supracitadas. A primeira aplicação dos tratamentos ocorreu em R1, na ausência de sintomas da doença. As aplicações, intervalos e o uso de adjuvantes foram realizados de acordo com as especificações fornecidas pelos fabricantes. As variáveis analisadas foram: severidade da doença, concentrações de clorofilas e carotenoides, taxa fotossintética (A), taxa transpiratória (E), condutância estomática (gs), concentração de carbono interno (Ci), eficiência instantânea no uso da água (A/E), eficiência intrínseca no uso da água (A/gs), e eficiência em carboxilação (A/Ci). Com esses dados construiu-se a curva de progresso dos dados para cada uma das variáveis (AACPD). Ao final do ciclo da cultura quantificou-se a média de vagens por planta, de grãos por vagem, a produtividade e a massa de 1000 grãos (M1000G). Concluiu-se que: a adição de mancozebe às misturas fluxapiroxade + piraclostrobina, azoxistrobina + benzovindiflupir, trifloxistrobina + protioconazol e tebuconazol + picoxistrobina potencializou o controle da FAS; a adição de mancozebe à mistura azoxistrobina + benzovindiflupir foi superior à adição de clorotalonil no controle da doença; mancozebe eleva a AACPD para concentração dos pigmentos fotossintetizantes; quando adicionado à mistura azoxistrobina + tebuconazole + difenoconazol, o mancozebe aumenta a AACPD para concentração de clorofila, assim como quando clorotalonil é adicionado à essa mistura; mancozebe adicionado à fluxapiroxade + piraclostrobina elevou as AACPDs para A/Ci e A/gs, aumentando a M100G e a produtividade da cultura; a adição dos fungicidas protetores refletiu de modo semelhante na produtividade da cultura. Currently, the management recommendations for asian soybean rust (ASR) has been based on the application of protective fungicides mixed with triazoles and stronilurins. Thus, this study aimed at assessing whether the increased productivity provided by the application of protective fungicides is due solely to the fungicidal action of the product or some physiological changes in the plant and which the latter would be. The experiment was conducted from March to July 2015 at the experimental station of Udi Research and Development in Uberlândia-MG, with the cultivar 97Y07 RR. The experimental design chosen for this study was comprised of a randomized block with four replications and 16 treatments: check, fluxapyroxad + pyraclostrobin (116.55 + 58.45 g ha-1), azoxystrobin + benzovindiflupir (90 + 45 g ha-1), trifloxystrobin + prothioconazole (60 + 70 g ha-1), tebuconazole + picoxystrobin (100 + 60 g ha-1), picoxystrobin + cyproconazole (60 + 24 g ha-1), mancozeb (1125 g ha-1), azoxistrobina + tebuconazole + difenoconazole (60 + 75 + 120 g ha-1), azoxystrobin + tebuconazole + difenoconazole + chlorothalonil ( 60 + 120 + 75 + 1440 g ha-1), and mistures fluxapyroxad + pyraclostrobin + mancozeb, azoxystrobin + benzovindiflupir + mancozeb, trifloxystrobin + prothioconazole + mancozeb, tebuconazole + picoxystrobin + mancozeb, picoxystrobin + cyproconazole + mancozeb, azoxystrobin + tebuconazole + difenoconazole + mancozeb, and azoxystrobin + benzovindiflupir + chlorothalonil, from the aforesaid doses. The first application of the treatments occurred in R1, in the absence of symptoms. The number of applications, intervals and the use of adjuvants were performed according to the recommendations by manufacturers. The variables analyzed were: disease severity, concentration of chlorophylls and carotenoids, photosynthetic rate (A), transpiration rate (E), stomatal conductance (gs), internal carbon concentration (Ci), instantaneous efficiency in water use (A/E), intrinsic water use efficiency (A/gs), and carboxylation efficiency (A/C). With these data collected, this study set to date the progress curve of each variable (AUPC). At the end of the crop cycle, the average of pods per plant was quantified, grain per pod, productivity and weight of 1,000 grains. It was concluded that: the addition of mancozeb to fluxapyroxad + pyraclostrobin, azoxystrobin + benzovindiflupir, trifloxystrobin + prothioconazole and tebuconazole + picoxystrobin potentiated the ASR control; adding mancozebe to the mixture azoxystrobin + benzovindiflupir provided better control of the disease compared to the addition of chlorothalonil; mancozeb amounts to AUPC concentration of photosynthetic pigments and when added to axozystrobin + tebuconazole + difenoconazole, increases the AUPC for total chlorophyll concentration, as well as when chlorothalonil was added; mancozeb added to the mix fluxapyroxad + pyraclostrobin raised the AUPC for A/Ci and A/gs, increasing the W1,000G and crop productivity; the addition of protectors similarly reflected on the productivity of culture. Dissertação (Mestrado)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior A soja é uma cultura de grande importância tanto no mercado interno quanto no mercado externo. Dentre as doenças que ocorrem na cultura está o oídio, causado pelo fungo Erysiphe diffusa. O objetivo desta dissertação foi analisar alterações fisiológicas causadas por fungicidas em dois genótipos de soja (i.e., Anta 8500 RR e BRS Santa Cruz RR) infectada naturalmente por oídio em casa de vegetação. O experimento foi conduzido em delineamento de blocos casualizados com seis repetições em esquema fatorial 2x5. Os tratamentos consistiram em aplicações dos fungicidas Azoxistrobina, Biofac (fermentado de Penicillium sp.), Carbendazim ou Picoxistrobina e uma Testemunha (sem aplicação de fungicida). Durante o período experimental, foram realizadas três aplicações, das quais cada uma delimitou um período de coleta de dados. Avaliaram-se duas vezes por semana as trocas gasosas, o teor de clorofilas, a fluorescência da clorofila a e a severidade da doença. Ao final do experimento, avaliouse a produção de massa seca de grãos. As áreas abaixo da curva de progressão das variáveis foram submetidas à ANOVA e ao teste de Tukey a 5% de significância. Azoxistrobina, Biofac e Picoxistrobina promoveram maior taxa fotossintética que a Testemunha apenas no segundo período, e o genótipo Anta obteve maior taxa que Santa Cruz. Biofac apresentou taxa de transpiração superior à da Testemunha no segundo período, e Biofac e Picoxistrobina levaram a maior transpiração para Santa Cruz no terceiro. Carbendazim logrou maior condutância estomática para Anta, e Azoxistrobina, Biofac e Picoxistrobina alcançaram valores maiores que Carbendazim para Santa Cruz. Biofac e Picoxistrobina atingiram valores superiores de carbono interno para Santa Cruz. Azoxistrobina e Picoxistrobina propiciaram eficiência instantânea no uso da água superior à da Testemunha no segundo período, e Anta mostrou-se mais eficiente. Biofac e Picoxistrobina tiveram maiores valores de eficiência intrínseca no uso da água em Anta, e Carbendazim aumentou essa eficiência para Santa Cruz. Azoxistrobina, Biofac e Picoxistrobina conduziram a maior eficiência em carboxilação que a Testemunha no segundo período, e Anta foi o genótipo mais eficiente. Azoxistrobina e Biofac ensejaram maiores teores de clorofilas a, b e a+b que a Testemunha no segundo período. Azoxistrobina permitiu maior rendimento quântico efetivo que a Testemunha e Picoxistrobina para Anta. Todos os tratamentos apresentaram severidade crescente ao longo do tempo, sendo Anta o genótipo com menor resistência ao oídio. No que diz respeito à produção, observou-se que Santa Cruz foi o genótipo mais produtivo, tendo maior produção de massa seca de grãos com Carbendazim. Para Anta, menor severidade da doença não refletiu em maior produção de grãos. Concluiu-se que as estrobilurinas (Azoxistrobina e Picoxistrobina) e Biofac se comportam de forma semelhante em relação aos efeitos fisiológicos causados na soja; todavia, os efeitos positivos não repercutiram em maior massa seca de grãos ao final do período experimental. Soybean crop is substantially important for both Brazilian and international markets. A relevant disease that affects soybeans is powdery mildew, caused by fungus Erysiphe diffusa. The objective of this master’s thesis was to analyze physiological changes produced by fungicides in two greenhouse-grown soybean genotypes (i.e., Anta 8500 RR and BRS Santa Cruz RR) naturally infected with powdery mildew. A complete randomized block design was used with six replications in a 2x5 factorial arrangement. Treatments consisted of applications of Azoxystrobin, Biofac (fermented solution of Penicillium sp.), Carbendazim or Picoxystrobin fungicides, and a Control (no fungicide application). Three applications were performed in the experimental period, and each eventually represented a period of data collection. Gas exchanges, chlorophyll content, fluorescence of chlorophyll a and disease severity were measured twice a week. Dry grain mass production was measured at the end of the experiment. Areas under progression curve of variables were submitted to both ANOVA and Tukey’s test at 5% significance. Treatments Azoxystrobin, Biofac and Picoxystrobin had higher photosynthetic rates than Control in the second period, with genotype Anta having higher rate than Santa Cruz. Biofac had higher transpiration rate than Control in the second period, while Biofac and Picoxystrobin had higher figures in Santa Cruz in the third period. Carbendazim had greater stomatal conductance in Anta, whilst Azoxystrobin, Biofac and Picoxystrobin had greater values than Carbendazim in Santa Cruz. Biofac and Picoxystrobin had greater intercellular CO2 concentration in Santa Cruz. Azoxystrobin and Picoxystrobin had greater instantaneous water use efficiency than Control, with Anta being more efficient than Santa Cruz. Biofac and Picoxystrobin had greater intrinsic water use efficiency in Anta, while Carbendazim increased efficiency in Santa Cruz. Azoxystrobin, Biofac and Picoxystrobin had greater carboxylation efficiency than Control in the second period, with Anta being more efficient than Santa Cruz. Azoxystrobin and Biofac had greater contents of chlorophylls a, b and a+b than Control in the second period. Azoxystrobin had greater effective quantum yield than Control and Picoxystrobin. All treatments faced increasing disease severity over time, with Anta being less resistant than Santa Cruz. As for production, data showed that: (1) Santa Cruz was more productive than Anta, having the greatest dry grain mass with Carbendazim, and (2) Anta’s lower disease severity did not translate into higher productions. In conclusion, strobilurins (Azoxystrobin and Picoxystrobin) and Biofac performed similarly as to their physiological effects on soybeans; however, these effects did not lead to increased dry grain mass by the end of the experiment. Dissertação (Mestrado)

A introdução de pragas agrícolas em um país representa um risco para a agricultura, podendo causar danos ao meio ambiente, à economia, perdas de mercados e custos elevados em programas de controle. Portanto, é estratégico que um país que tem na agricultura o principal pilar de sua economia, como é o caso do Brasil, disponha de meios para identificar precocemente os eventos de invasão, os quais incluem o conhecimento sobre as espécies e metodologias para priorizar aquelas de maior potencial de risco. A recente declaração de estado de emergência fitossanitária deflagrado pelos prejuízos bilionários causados por Helicoverpa armigera (Hübner) (Lepidoptera: Noctuidae) colocou os produtores de grandes culturas em alerta para a possibilidade de que outras espécies de comportamento semelhante possam ser introduzidas no Brasil. Assim, o objetivo desse estudo foi avaliar de forma qualitativa e com base no roteiro preconizado pelo Comitê de Sanidade Vegetal do Cone Sul (Cosave) para análise de risco de pragas, o risco representado para o Brasil por espécies quarentenárias e não quarentenárias de Noctuidae (Lepidoptera) com relevância para as culturas de soja, milho e algodão em outras partes do mundo. As espécies foram levantadas por meio de revisão bibliográfica e consultas a bases de metadados internacionais. As espécies estudadas foram: Agrotis segetum (Denis & Schiffermüller, 1775), Autographa gamma (Linnaeus, 1758), Busseola fusca (Fuller, 1901), Chrysodeixis chalcites (Esper, 1789); Diparopsis castanea (Hampson, 1902); Diparopsis watersi (Rothschild, 1901), Earias biplaga (Walker, 1866), Earias insulana (Boisduval, 1833), Hadula trifolii (Hufnagel, 1766), Helicoverpa punctigera Wallengren, 1860, Heliothis viriplaca (Hufnagel, 1766), Mamestra brassicae (Linnaeus, 1758), Mythimna loreyi (Duponchel, 1827), Mythimna separata Walker, 1865, Sesamia calamistis (Hampson, 1910), Sesamia cretica (Lederer, 1857), Sesamia inferens (Walker, 1856), Spodoptera littoralis (Boisduval, 1833), Spodoptera exempta (Walker, 1857), Spodoptera litura (Fabricius, 1775), Spodoptera mauritia (Boisduval, 1833), Spodoptera praefica (Grote, 1875), Xestia c-nigrum (Linnaeus, 1758). As espécies de maior potencial de risco para o Brasil são: A. gamma, H. punctigera, A. segetum, S. exemptae S. littoralis. The introduction of plant agricultural pests in a country represents a threat to agriculture as it may lead to environmental impact, economic losses, reduction in access to foreign markets and increased management costs. Thus, a country that largely relies on agriculture, should count on the strategic support of tools to identify early invasion events. These tools may include, for instance, a detailed knowledge of pests and the development of pest categorization so as to identify those that are more likely to become established and cause damage. The recent declaration of phytosanitary emergence due to the bilionary losses due to Helicoverpa armigera (Hübner) (Lepidoptera: Noctuidae) introduction increased grower awareness to the possibility of introduction of similar species. This work aims to evaluate qualitatively and based on the framework provided by the Comitê de Sanidade Vegetal do Cone Sul (Cosave) for pest risk analysis, the risk posed by regulated and non regulated noctuid (Lepidoptera) species that attack soybean, corn and cotton in other parts of the world. Species were surveyed in the scientific literature and online international databases. The following species were analysed: Agrotis segetum (Denis & Schiffermüller, 1775), Autographa gamma (Linnaeus, 1758), Busseola fusca (Fuller, 1901), Chrysodeixis chalcites (Esper, 1789), Diparopsis castanea (Hampson, 1902), Diparopsis watersi (Rothschild, 1901), Earias biplaga (Walker, 1866), Earias insulana (Boisduval, 1833), Hadula trifolii (Hufnagel, 1766), Helicoverpa punctigera Wallengren, 1860, Heliothis viriplaca (Hufnagel, 1766), Mamestra brassicae (Linnaeus, 1758), Mythimna loreyi (Duponchel, 1827), Mythimna separata Walker, 1865, Sesamia calamistis (Hampson, 1910), Sesamia cretica (Lederer, 1857), Sesamia inferens (Walker, 1856), Spodoptera littoralis (Boisduval, 1833), Spodoptera exempta (Walker, 1857), Spodoptera litura (Fabricius, 1775), Spodoptera mauritia (Boisduval, 1833), Spodoptera praefica (Grote, 1875), Xestia c-nigrum (Linnaeus, 1758). A. gamma, H. punctigera, A. segetum, S. exemptae S. littoralis were categorized as the ones that represent the highest risk for Brazil.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, Programa de Pós-Graduação em Agronomia, 2015. O Brasil é o maior produtor de soja (Glycine max) do mundo. Somente na safra 2014/2015, foram produzidas cerca de 97 milhões de toneladas de soja, dessas, cerca de 46,22 milhões de toneladas foram exportadas. A ferrugem asiática da soja (Phakopsora pachyrhizi) é considerada a principal doença da soja. Tal doença causa desfolha precoce, impedindo a completa formação dos grãos e drástica redução na produtividade. Devido à escassez de outras medidas, a aplicação de fungicida ainda é a principal forma de controle desta doença. Estudos mostram que a aplicação de fungicida de proteção é a principal forma de controle da ferrugem asiática. Um dos maiores desafios para o sojicultor brasileiro na atualidade é a decisão de quando aplicar o fungicida de proteção contra a ferrugem asiática. Os sojicultores do Distrito Federal (DF), em sua maioria, adotam a calendarização da aplicação de fungicida de proteção com uma média de 3 aplicações por safra em cultivares de ciclo médio a precoce. O objetivo deste trabalho foi o estudo de diferentes épocas de plantio e diferentes momentos de aplicação de fungicida de proteção para o controle da ferrugem asiática, propondo ao fim, um calendário de aplicação do fungicida de proteção e recomendação de época de plantio para a região do DF. O experimento foi conduzido no Instituto Phytos, localizado em Planaltina/DF, utilizando o delineamento experimental blocos ao acaso, onde cada bloco correspondeu a seis diferentes épocas de plantio, com cinco tratamentos que correspondiam aos diferentes momentos de aplicação de fungicida. Cada tratamento foi repetido quatro vezes em cada bloco. Os dados foram submetidos á análise de variância pelo teste de F e as diferenças entre as médias, quando significativas, foram comparadas pelo teste de Tukey. Foram realizadas análises de produtividade e severidade nas parcelas e coleção das variáveis com a precipitação. A semeadura precoce, logo no início das chuvas da safra, e aplicação de fungicida de proteção baseado nos estádios fenológicos da planta resultaram em uma menor severidade da doença e maior produtividade média. Plantios tardios e a não aplicação de fungicida ou aplicações com atraso resultaram no aumento da severidade da doença e redução da produtividade. Brazil is the largest producer of soybeans (Glycine max) in the world. In 2014/2015 only, approximately of 46.22 million tons of soybeans were exported. Asian Soybean Rust (Phakopsora pachyrhizi) is considered the main disease of soybean. This disease causes early defoliation, preventing the complete formation of grains and drastic reduction in productivity. Due to the limitation of other measures, the application of fungicide is still the main way to control this disease. Studies show that protective fungicide application is the main form of Asian rust control. One of the biggest challenges for the Brazilian soybean sector today is to optimize the decision about when to apply fungicide for protection against rust. Most soybean growers of the Federal District adopt the calendar schedule for fungicide application with an average of 3 applications per crop in mid to early cycle cultivars. The aim of this work was to study different planting seasons and different times of application of fungicides for the control of Asian rust, proposing to end, a timetable for the implementation of protective fungicide and recommendation of planting season for the region of the Federal District. Early seeding and protective fungicide application based on phenological stages of the plant resulted in lower disease severities and higher average productivity. Late plantings and the non-application of fungicide or delayed applications resulted in an increased in the severity of the disease and grain yield reduction.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior O déficit hídrico é um dos principais estresses abiótico capaz de gerar dano para o crescimento e desenvolvimento da planta de soja, principalmente no período de floração e enchimento dos grãos. Além disso, a lagarta-da-soja (Anticarsia gemmatalis), uma das principais pragas desfolhadora da cultura, causa perdas significativas na lavoura. O objetivo deste trabalho foi avaliar o impacto do estresse hídrico no mecanismo de defesa da soja e nos parâmetros bioquímicos da lagarta A. gemmatalis. O experimento foi realizado com a cultivar UFV-16, submetida ou não ao estresse hídrico e à injúria pela lagarta; cultivar UFV-16 submetida ou não ao estresse hídrico sem a injúria pela lagarta, e, cultivar UFV-16 irrigada e reirrigada, submetidas à injúria pela lagarta. Os tratamentos foram compostos por 5 repetições. Avaliou-se a atividade de lipoxigenase e síntese de inibidores de proteases nas folhas de soja. No intestino da lagarta avaliou-se a atividade das proteases totais, da tripsina-like amidásica e esterásica e a concentração de proteína total. A atividade de lipoxigenases nas folhas de soja sob estresse hídrico crescente, com (CL) e sem (SL) a injúria pela lagarta, não apresentou diferença significativa entre os diferentes estresses hídricos (P>0,05). Entretanto, os inibidores de proteases nas plantas de soja em ambos os tratamentos CL e SL, aumentaram até o estresse hídrico ψ am= -1,0 MPa e no ψ am= -1,6 MPa os valores diminuíram. No intestino da lagarta, a atividade de proteases totais foi significativamente menor nas plantas do ψ am= -1,6 MPa. Mas, as atividades da tripsina-like amidásica e esterásica foram decrescentes no intestino das lagartas que se alimentaram das folhas nos três potenciais hídricos: ψ am= -0,6 MPa; ψ am= -1,0 MPa e ψ am= -1,6 MPa. Para a soja irrigada e reirrigada não houve diferença significativa (P>0,05) na atividade da lipoxigenase e na produção de inibidores de proteases. A atividade da enzimas e a concentração da proteína total no intestino da lagarta não apresentaram diferença estatística significativa (P>0,05). Portanto, a cultivar UFV-16 é tolerante ao déficit hídrico ao qual foi submetida, e ainda, responde com defesas às injúrias causadas pela lagarta A. gemmatalis. Water deficit is a very important abiotic stress and it produces damage to the growth and development of soybean plants, particularly in the flowering period and grain filling. Furthermore, the soybean caterpillar (Anticarsia gemmatalis), the principal defoliator pest crop, it causes significant crop losses. The objective of this study was to evaluate the impact of water stress in soybean defense mechanism and biochemical parameters of soybean caterpillar A. gemmatalis. The experiment was conducted with the UFV-16 cultivar, submitted and did not submit to water stress and injury by the caterpillar; UFV-16 cultivar submitted and did not submit to water stress without injury by the caterpillar, and UFV-16 cultivar irrigated and reirrigated submitted to injury by the caterpillar. The treatments consisted of 5 repetitions. We evaluated the lipoxygenase activity and protease inhibitors synthesis in soybean leaves. In the caterpillar gut was evaluated total proteases activity, amidolytic and esterolytic trypsin-like and total protein concentration. The lipoxygenase activity in soybean leaves submitted crescent water stress, with (CL) and without (SL) the injury caused by the caterpillar, did not show significant difference between all water stress (P>0.05). However, protease inhibitors in the soybean plants to both CL and SL treatments, increased until water stress of ψ am = -1.0 MPa and to plants with ψ am = -1.6 MPa, protease inhibitors decreased. In the caterpillar gut, total protease activity was significantly lower in plants with ψ am = -1.6 MPa. But amidolytic and esterolytic trypsin-like decreased in caterpillars gut fed on leaves in three water potentials: ψ am = -0.6 MPa; ψ am = -1.0 MPa and ψ am = -1.6. Between irrigated and reirrigated soybeans there were not significant differences (P>0.05) in the lipoxygenase activity and protease inhibitors synthesis. The enzymes activities and total protein concentration in the caterpillar gut did not show statistically significant difference (P>0.05). Therefore, UFV-16 cultivar is tolerant to water stress which has been submitted, and it responds with defenses to injuries caused by the caterpillar A. gemmatalis.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, Programa de Pós-graduação em Agronomia, 2015. A ferrugem asiática da soja (Phakopsora pachyrhizi) caracteriza-se como a doença foliar mais destrutiva da soja. No entanto, devido à limitada disponibilidade de variedades resistentes adaptadas, os fungicidas ainda são a principal ferramenta de manejo disponível. Assim, a transferência de genes de resistência, assistida por marcadores moleculares, é uma estratégia promissora para o desenvolvimento de variedades resistentes em programas de melhoramento. Os objetivos deste trabalho foram estudar a virulência de isolados de ferrugem frente a diferentes genes de resistência e identificar marcadores moleculares SNP (Single Nucleotide Polymorphism) associados a genes de resistência. Para isso, foram caracterizados isolados de P. pachyrhizi frente a genótipos portadores de diferentes genes de resistências. Também foram identificados marcadores moleculares foi realizada através do estudo de populações segregantes, geradas a partir do cruzamento entre genótipos resistentes e suscetíveis. Os resultados deste trabalho sugerem a ocorrência de variação na virulência de isolados de ferrugem asiática aos diferentes genes de resistência conhecidos, e a existência de marcador molecular SNP associado ao gene de resistência Rpp4 no cromossomo 18 da soja. The Asian soybean rust (Phakopsora pachyrhizi) is characterized as the most destructive foliar disease of soybean. Due the limited availability of resistant varieties fungicides are still the main available management tool. Thus, the transfer of resistance genes, by marker assisted selection in breeding programs, is a promising strategy for the development of resistant varieties. Our objectives were to study the virulence of rust isolates against different resistance genes and identify SNP (Single Nucleotide Polymorphism) molecular markers associated with resistance genes. To this, isolates of P. pachyrhizi were characterized against genotypes carrying different resistance genes. A SNP molecular markers were also identified through the study of segregating populations. The populations were generated from crosses between resistant and susceptible genotypes. The results of this research suggest the occurrence of variation in the virulence of Asian rust, and the presence of a SNP molecular marker associated to Rpp4 resistance gene on chromosome 18 of soybean.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Fitopatologia, 2015. A Região Integrada de Desenvolvimento do Distrito Federal e Entorno (RIDE) é composta por 22 municípios distribuídos pelos Estados de Goiás (19), Minas Gerais (3) e Distrito Federal. Nessa região a principal commodity é a soja. Um dos principais problemas fitossanitários desta cultura é causado pelo parasitismo de nematoides. Com o objetivo de conhecer os nematoides associados à cultura da soja na RIDE foi realizado um levantamento visando a identificação e quantificação de espécies fitoparasitas relevantes de nematoides associados. Foram coletadas 70 amostras de solo e de plantas de soja em municípios da RIDE para a extração de nematoides de solo e de raízes. Após a extração, os nematoides foram identificados a nível de gênero, espécie e raça e quantificados por grama de raiz e 300 cc de solo. Pratylenchus brachyurus foi identificado por marcador molecular e com base em caracteres morfológicos e morfométricos, bem como os demais gêneros identificados. A identificação de nematoides de galha foi realizada com base no fenótipo das esterases e em marcadores moleculares mediante reações de PCR. Cistos de Heterodera glycines foram extraídos dos solos visando a inoculação de ovos e J2 em plantas de soja hospedeiro-diferenciadoras para a identificação de raças fisiológicas. Identificou-se Pratylenchus brachyurus, Meloidogyne arenaria (EST-A2), M. javanica (EST-J3), M. incognita e Heterodera glycines raça 3 como os principais nematoides causadores de dano econômico à soja na RIDE. Os níveis de infestação para Meloidogyne spp., H. glycines e P. brachyurus variaram entre as amostras analisadas para os diferentes municípios amostrados. Heterodera glycines, Rotylenchulus reniformis e Tylenchorhynchus sp. tiveram o seu primeiro relato no Distrito Federal para a cultura da soja. Foram encontrados também outros nematoides fitoparasitas como Helicotylenchus spp., Criconemoides spp., Trichodorus spp., além de nematoides micófagos (Aphelenchus e Aphelenchoides), bacteriófagos (Acrobeles e Rhabditis), predadores (Mononchida) e onívoros (Dorylaimida) e outros Tylenchina não identificados. The Integrated Development Region of the Federal District and surrounding areas (RIDE) is composed of 22 municipalities distributed in the states of Goiás (19), Minas Gerais (3) and the Federal District. In this region the main commodity is soybean. One of the main phytosanitary problems of this crop is caused by parasitic nematodes. In order to know the nematodes associated with soybean in the RIDE was conducted a survey aimed to identifying and quantify relevant phytoparasitic species and associated nematodes. Seventy samples were collected from soil and soybean roots in the RIDE municipalities for the extraction of soil and root nematodes. After extraction, the nematodes were identified to genus, species and race when possible, then quantified by gram of root and 300 cc of soil. Pratylenchus brachyurus was identified by molecular markers and based on morphological and morphometric characters, as other nematodes. Identification of root-knot nematodes was based on the phenotype of esterase and molecular markers using PCR reactions. Cists of Heterodera glycines were extracted from the soil aiming to inoculate eggs and J2 in host-differentiating soybean genotypes for the identification of physiological races. It was identified Pratylenchus brachyurus, Meloidogyne arenaria (EST-A2), M. javanica (EST-J3), M. incognita and Heterodera glycines race 3 as the main cause of economic damage by nematodes to soybeans in the RIDE. Infestation levels for Meloidogyne spp., H. glycines and P. brachyrus varied among samples analyzed for the different sampled municipalities. This is the first report of Heterodera glycines, Rotylenchulus reniformis and Tylenchorhynchus sp. in the Federal District to soybean crop. Also found other plant parasitic nematodes as Helicotylenchus spp., Criconemoides spp., Trichodorus spp., and mycophagous nematodes (Aphelenchus and Aphelenchoides), bacteriophages (Acrobeles and Rhabditis), predators (Mononchida) and omnivores (Dorylaimida) and other unidentified Tylenchina.

Made available in DSpace on 2016-03-07T19:20:28Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-08-31. Added 1 bitstream(s) on 2016-03-07T19:24:03Z : No. of bitstreams: 1 000858683.pdf: 793575 bytes, checksum: f6a1e421e872f385ab4f216d57cddd8e (MD5) O presente estudo objetivou avaliar o efeito da temperatura sobre as características biológicas de Euschistus heros em três gerações sucessivas. Foram utilizadas seis temperaturas constantes (19ºC, 22ºC, 25ºC, 28ºC, 31ºC e 34ºC ± 1°C), quatro temperaturas flutuantes (diurno:noturna) (25:21ºC, 28:24ºC, 31:27ºC, 34:30ºC ± 1°C) e umidade relativa 70 ± 10% em todos os tratamentos. Cada temperatura teve seis repetições de 20 indivíduos cada. A avaliação do estádio ninfal foi diária e posteriormente na fase adulta foram separados por sexo e avaliados o peso (mg) e a largura do pronoto (mm) dos indivíduos. Após a formação de casais, e realizou a coleta de ovos para avaliar o período de pré-oviposição, número total de ovos e viabilidade de ovos. Foi verificado que o aumento da temperatura ocasionou a redução da duração dos estádios ninfais de E. heros. A menor temperatura constante (19°C), além de prolongar o estádio ninfal do inseto, não houve sobreviventes para as próximas gerações, sendo que foi avaliado por três gerações sucessivas. A temperatura constante do extremo superior (34°C) não influenciou a viabilidade ninfal de E. heros, porém, reduziu a longevidade dos indivíduos adultos. Nas temperaturas flutuantes, a viabilidade ninfal não diferiu entre os tratamentos. No entanto, todas foram superiores em relação à constante de 19°C. Porém, as temperaturas extremas, de 19°C e 34°C o desenvolvimento dos insetos não foi adequado, por isto não houve gerações seguintes. Contudo, o presente trabalho demonstrou que o aumento da temperatura, a partir de 22ºC até o limite de 28°C, favorece a biologia de E. heros This study aimed to evaluate the temperature on the biological aspects of Euschistus heros during three successive generations. Six constant temperatures were used (19ºC, 22ºC, 25ºC, 28ºC, 31ºC and 34ºC ± 1°C), four floating temperatures (day:night) (25:21 ° C, 28:24 ° C, 31:27 ° C, 34:30 ° C ± 1°C) and relative humidity 70 ± 10% in all treatments. Each temperature had six replications of 20 individuals each. The evaluation of the nymphal stages was daily and later, adults were separated by sex and the weight (mg) and the pronotum (mm) of individuals were evaluated. After the formation of couples, eggs were collected the preoviposition period, total number of eggs and egg viability. The increase in temperature caused reduction in the duration of nymphal stages of E. heros. The smallest constant temperature (19°C), increased the period of insect nymphal stages and there was no survivors for the next generations, and was evaluated by three successive generations. The constant temperature of the upper end (34°C) did not influence the nymphal viability of E. heros, however, reduced the adults longevity. In floating temperatures, the nymphal viability did not differ between treatments; however all were higher than the constant 19°C. The extremes temperatures of 19°C and 34°C the development of insects were not suitable, so there were no subsequent generations. This study showed that the increased temperature from 22°C to a maximum of 28°C favored the E. heros biology.

A podridão radicular de fitóftora (PRF) é uma das doenças mais agressivas para a cultura da soja, causando danos que podem levar a morte das plantas. O uso de cultivares resistentes é a principal estratégia para redução das perdas causadas por Phytophthora sojae. Por este motivo, estudos de identificação de genes e QTLs (Quantitative Trait Loci) associados à resistência parcial à PRF e associação de marcadores moleculares ligados à estes são de extrema importância. Neste trabalho foi realizada a genotipagem ampla de 68 cultivares de soja utilizando 5353 marcadores SNPs (Single Nucleotide Polymorphism), objetivando encontrar marcadores associados a resistência parcial de soja à Phytophthora sojae através de metodologias de genética de associação. Como resultado, neste trabalho foram localizados via metodologia de modelos lineares mistos (MLM) 23 marcadores candidatos associados à resistência parcial à PRF, dispostos em 9 cromossomos e, dentre estes marcadores, destacou-se o Gm16_29528259_T_C, por ser o com maior valor de associação (-log10(p)=2,9175) e os marcadores Gm05_8656389_T_C e Gm05_8695812_A_G, que apresentaram os maiores valores de r3 (0,18769), explicando, individualmente, 18,769% da variação fenotípica. Via metodologia de stepwise foram localizados 5 marcadores candidatos associados à resistência parcial à PRF (Gm10_37469103_C_A, Gm07_5417760_T_C, Gm11_37106045_C_T, Gm09_41620640_G_T e Gm09_45586982_T_C), dispostos em 4 cromossomos. Estes marcadores juntos obtiveram alto valor de r2 (0,6884), explicando 68,84% da variação fenotípica. Os marcadores SNPs associados à resistência parcial à podridão radicular de fitóftora estão distribuídos em dez grupos de ligação, sendo que, os grupos O, M, B1, A1 e A2, ainda não foram descritos como portadores de regiões controladoras da resistência. Os marcadores candidatos associados à resistência parcial à PRF localizados neste trabalho, após devidamente validados, podem ser utilizados para estabelecer um eficiente programa de seleção assistida por marcadores moleculares para resistência parcial de soja à PRF. Phytopthora root and stem rot (PRSR) is one of the most aggressive diseases for the soybean crop, causing damage that can cause plant death. The uses of resistant cultivars is the main strategy to reduce losses cause by Phytophthora sojae. For this reason, studies for identifying genes or QTLs (Quantitative Trait Loci) associated with the partial resistance between this disease and the association of molecular markers linked to these genes or QTLs are paramount. In this research was carried out wide genotyping of 68 soybean cultivars using 5353 SNPs (Single Nucleotide Polymorphism) markers. The objective of this research was to identify markers associated with partial resistance to Phytophthora sojae, in soybeans through genetic screening methodology. Were located in the mixed linear models (MLM) methodology 23 candidate markers associated with partial resistance to PRSR, arranged on 9 chromosomes. The SNP Gm16_29528259_T_C stands out for being the higher value of association (-log10(p)=2,9175), the SNPs Gm05_8656389_T_C and Gm05_8695812_A_G showed the highest r2 values (0,18769), explained individually 18,769% of the phenotypic variation. Using stepwise methodology 5 markers associated (Gm10_37469103_C_A, with partial resistance to Gm07_5417760_T_C, PRST were located Gm11_37106045_C_T, Gm09_41620640_G_T and Gm09_45586982_T_C), arranged on four chromosomes. These markers together achieve high r2 value (0,6884), explaining 68,84% of the phenotypic variation. SNPs markers associated with partial resistance to PRSR are spread in ten linkage groups, wherein then groups O, F, B1, A1 and A2 have not been described as having the resistance controlling regions. The candidates markers associated with partial resistance to PRSR located in this research, after being properly validated, can be used to establish and effective marker-assisted selection (MAS) program for partial resistance to PRSR in soybean.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior A ferrugem asiática da soja, causada pelo fungo Phakopsora pachyrhizi, desde que foi relatada pela primeira vez no Brasil, tem sido alvo de estudos quanto ao emprego de fungicidas para seu controle. Entretanto, devido ao uso indiscriminado destes produtos, em especial provenientes do grupo DMI (“Demethylation inhibitor”) e QoI (“Quinone outside inhibitor”), também conhecidos respectivamente como triazóis e estrubirulinas, relatos de resistência estão cada vez mais comuns atualmente. Com intuito de estudar novas estratégias para o controle químico da ferrugem, experimentos foram conduzidos a nível de laboratório, casa-de-vegetação e campo para avaliar o efeito da associação de fungicidas pertencentes ao grupos dos DMIs e QoIs com fungicidas de múlti-sítios. Os experimentos realizados a nível de laboratório e casa-de-vegetação estudaram o efeito sistêmico e translaminar de diferentes fungicidas comerciais à base de triazóis (Epoxiconazol, Ciproconazol, Protioconazol, Flutriafol e Tebuconazol) e estrubirulinas (Piraclostrobina e Trifloxistrobina), sendo que para o experimento em casa-vegetação foi adicionado diferentes fungicidas multi-sítios (Mancozebe e Chlorothalonil), Com base nos resultados obtidos em laboratório e em casa-de-vegetação, foram realizados experimentos a nível de campo para avaliar o efeito de fungicidas à base dos triazóis; Epoxiconazol e Ciproconazol, e das estrubirulinas Piraclostrobina e Azoxistrobina, em associação com Mancozebe, Metiram e Chlorothalonil. A ferrugem asiática foi avaliada por médio da severidade com auxílio de escala diagramática e os dados obtidos foram integrados para calcular a área abaixo da curva de progresso da doença (AACPD). Além da avaliação de doença, foi determinado rendimento de grãos (kg/ha) de cada parcela. O bioensaio realizado no laboratório e estufa mostraram que os tratamentos fungicidas utilizados obtiveram uma eficiência mínima de controle da ferrugem asiática da soja de 92 %, comparado com a testemunha. Ensaios de campo, demonstraram que todas as combinações fungicidas empregadas foram eficazes para controlar a ferrugem asiática e consequentemente favorecer um maior ganho de produtividade em comparação com a testemunha. Ao analisar a eficácia de controle da ferrugem asiática nos terços inferior, médio e superior, mostrou que a aplicação de Expoxiconazole com piraclostrobina e Ciproconazol com azoxistrobina reduz ASR (inferior, médio e superior) a queda de folha (%), e aumento no rendimento (kg/ha). Observou-se que a incidência do ASR diferiu entre as partes de dossel. A gravidade aumentou de inferior para a parte superior Ficou evidenciado nesse trabalho, que a aplicação das misturas entre DMI, QoI e multi- sítios promoveu de forma eficaz a redução da doença, propiciou ganho de produtividade e evitou a desfolha das plantas. O emprego de misturas que combinam fungicidas com alto risco de resistência (DMI e QoI) com fungicidas de baixo risco (multi-sítios) podem ser uma nova estratégia para o manejo da ferrugem a curto e a longo prazo. Além disso, em função do efeito residual e protetor de fungicidas multi-sítios promover maior longevidade de moléculas e redução do número de aplicação de fungicidas sistêmicos do grupo dos DMI e QoI. Asian soybean rust (ASR), caused by the fungus Phakopsora pachyrhizi, since it was first reported in Brazil, has been the subject of studies regarding the use of fungicides to its control. However, due to the indiscriminate use of this products, especially from the DMIs ("demethylation inhibitors") and QoIs ("Quinone outside inhibitor") groups, also known respectively as triazoles and strobilurins, resistance reports are increasingly common nowadays. In order to study new strategies for chemical control of ASR, experiments were conducted in laboratory, greenhouse and field to evaluate the effect of fungicides belonging to the DMIs and QoIs groups associated with multi-site fungicides. Experiments were carried out at laboratory and greenhouse in order to study the systemic and translaminar effect of triazoles (Epoxiconazole, Cyproconazole, Prothioconazole, Flutriafol and Tebuconazole) and Strobilurins (Pyraclostrobin and Trifloxystrobin), and for the experiment in greenhouse were mixed these lasts with multi-site fungicides like (Mancozeb and Chlorothalonil). Based on the results obtained in the laboratory and greenhouse, field trial experiments were conducted to evaluate the effect of fungicides compounded with triazole like Epoxiconazole and Cyproconazole, and strobilurins like Pyraclostrobin and Azoxystrobin with Mancozeb, Metiram and Chlorothalonil. ASR was assessed by the severity using a diagrammatic scale and the data were integrated to calculate the area under the disease progress curve (AUDPC). Besides the evaluation of disease, it was determined grain yield (kg/ha) for each plot. The bioassay conducted in the laboratory and greenhouse showed that the fungicide treatments obtained a minimum efficacy of 92 % against ASR, compared to the control. The field trials showed that all combinations of fungicides used were effective to control ASR and promoted greater yield gain compared to the control. Analyzing the effectiveness to control ASR in the lower, medium and upper part of the canopy, showed that application of Expoxiconazole with Pyraclostrobin, and Cyproconazole with Azoxystrobin reduced ASR (lower, medium and upper) and leaf fall (%), and increased yield gain (kg/ha). It was observed that the incidence of the ASR differed between the canopy parts. The severity increased from lower to the upper part. It was evidenced in this work, that the application of DMI, QoI and multi-site fungicides in association promoted effectively the disease reduction, increased yield and avoided the leaf fall. The use of commercial formulation fungicides with high risk of resistance (DMI and QoI) combined to low risk ones (multi-site) could be a new strategy for the management of the ASR at short and long term. Furthermore, due to the residual effect and protective of multi-site fungicides like Mancozeb, Chlorothalonil and Metiram, can promote higher longevity of DMI and QoI molecules and reduce the number of application of systemic fungicides.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Trichoderma spp., antagonistas a vários fitopatógenos, são comumente isoladas do solo, da rizosfera, e como endofíticos. Nosso objetivo foi selecionar isolados de Trichoderma spp. nas culturas do feijão e da soja em Minas Gerais e avaliar o antagonismo a S. sclerotiorum, agente causal do mofo-branco de ambas as culturas. Obtiveram-se 48 isolados, sendo 30 da rizosfera, 11 epifíticos, quatro endofíticos e três de restos culturais. Com base no sequenciamento das regiões ITS, TEF1-α e RPB2, incluíram-se os isolados em oito espécies de Trichoderma: 29 como T. harzianum; 5 como T. koningiopsis; 4 como T. hamatum; 4 como T. atroviride; 2 como T. asperelloides; 2 como T. longibrachiatum; 1 como T. asperellum e 1 como T. neokoningii. Oito isolados inibiram completamente o crescimento do patógeno em teste de pareamento. Oito isolados foram os mais eficientes no crescimento em meio de cultura. Vinte e quatro isolados foram os mais eficientes em parasitar escleródios no solo, com 79-99% de eficiência. Em ágar-água, 31 isolados inibiram a germinação miceliogênica entre 78-100%, e sete isolados inibiram a germinação carpogênica em mais de 85%. Sete isolados inibiram 100% a infecção em folíolos destacados e um isolado inibiu em 79% a infecção em hastes destacadas. Dois isolados de T. harzianum, UN34 e IM2, foram os mais promissores: UN34 por reduzir a sobrevivência e as germinações miceliogênica e carpogênica de escleródios; e IM2 por reduzir a infecção em folíolos e hastes destacados. De acordo com os resultados, existe um potencial dos isolados de Trichoderma spp. no controle biológico de S. sclerotiorum. Trichoderma spp., antagonists to plant pathogens, are commonly isolated from soil, rhizosphere, and as endophytic. We aimed to select Trichoderma spp. isolates from bean and soybean crops in Minas Gerais and to evaluate their antagonism to S. sclerotiorum, the causal agent of white mold on both crops. We got 48 isolates: 30 rhizospheric, 11 epiphytic, four endophytic, and three isolates from crop debris. Based on the sequencing of ITS, TEF1-α, and RPB2 regions, the isolates were classified in eight Trichoderma species: 29 as T. harzianum, 5 as T. koningiopsis, 4 as T. hamatum, 4 as T. atroviride, 2 as T. asperelloides; 2 as T. longibrachiatum, 1 as T. asperellum, and 1 as T. neokoningii. Eight isolates completely inhibited pathogen growth in dual culture test. Eight isolates were the most efficient in growing in culture medium. Twenty-four isolates were the best in parasitizing sclerotia in soil, with 79-99% of efficiency. In water-agar, 31 isolates inhibited miceliogenic germination from 78-100%, and seven isolates inhibited the carpogenic germination by more than 85%. Seven isolates inhibited 100% infection on detached leaflets and one isolate inhibited 79% infection on detached stems. Two isolates of T. harzianum, UN34 and IM2, were the most promising: UN34 for reducing the survival and both miceliogenic and carpogenic germination of sclerotia; and IM2 for reducing infection in both leaflets and stems. According to the results, there is a potential of the isolates of Trichoderma spp. in the biocontrol of S. sclerotiorum.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Biologia Celular, Programa de Pós-Graduação em Biologia Molecular, 2015. Os percevejos representam uma ameaça à soja, principal cultura agrícola do país. A investigação de proteínas relacionadas à olfação representa uma abordagen atual que visa o desenvolvimento de novas ferramentas a partir da compreensão do sistema olfativo de insetos e sua relação com o comportamento desses indivíduos no campo. O trabalho teve como objetivo identificar transcritos relacionados à olfação em três espécies de percevejos pragas da soja - Euschistus heros (Fabricius, 1798), Chinavia ubica (Rolston, 1983) e Dichelops melacanthus (Dallas, 1851), analisar a afinidade das proteínas que se ligam a odorantes (OBPs – Odorant Binding Proteins) a sete moléculas odorantes testadas in vivo como mistura complexa de odores e analisar a ultraestrutura das sensilas das antenas do percevejo marrom E. heros. Os transcritos foram obtidos a partir de sequenciamento de alto desempenho de amostras de RNA extraídas das antenas dos insetos não acasalados. Os dados obtidos no sequenciamento permitiram a montagem de sequências que posteriormente, foram triadas para obtenção das sequências de interesse. As relações filogenéticas entre as OBPs com sequência completa foram estabelecidas utilizando o programa FastTree. A modelagem estrutural dessas proteínas foi realizada pelo programa MODELLER 9.10. O docking molecular realizado para verificar a afinidade das OBPs com os ligantes foi realizado pelo programa AutoDock Vina. A ultraestrutura das sensilas de E. heros foi estudada utilizando técnicas de microscopia eletrônica de transmissão. Foram identificadas nove OBPs com sequências completas, sendo quatro pertencentes às espécies E.heros e C.ubica e uma ao D. melacanthus. As relações filogenéticas observadas indicaram uma divergência intraespecífica e duas relações de proximidade interespecífica. Os modelos obtidos a partir de modelagem estrutural foram consistentes com aqueles resolvidos por cristalografia de raio-X e resonância nuclear magnética. Esse estudo revelou uma maior afinidade das OBPs para odorantes relacionados aos feromônios sexuais, exceto a OBP de D. melacanthus, que não apresentou afinidade significativa com nenhum ligante. Em relação à ultraestrutura sensilar, os resultados demonstram uma organização semelhante à outra espécie de hemíptera e diferente da organização em lepidópteros. Este trabalho possibilitou o aprofundamento dos conhecimentos relacionados aos processos olfatórios nas espécies analisadas, bem como o levantamento de estratégias que poderão levar ao desenvolvimento de biossensores que poderão ser aplicados no campo como alternativa às estratégias de controle tradicionalmente utilizadas e, muitas vezes, ineficientes. Stink-bugs (Pentatomidae) include a complex of species major pests of soybean in Brazil. Development of new tools to manage this pest complex is an important goal. The investigation of proteins related to olfaction presents potential to be used in monitoring and/or developing sustainable managing tools to be implemented in holistic integrated pest management (IPM) programs. This study aimed to identify transcripts related to olfaction in three species of stink bug pests of soybean - Euschistus heros, Chinavia ubica and Dichelops melacanthus -, and to analyze the affinity of odorant binding proteins (OBPs - Odorant Binding Proteins) to seven odorant molecules tested in live as complex mixture of odors and to analyze the ultrastructure of sensilas of the most commun species, E. heros. The transcripts were obtained through next generation sequencing from RNA samples extracted from the antennas unmated insects. The sequencing data obtained enabled the assembly sequences that were screened for obtaining the sequences of interest. The phylogenetic relationships between full-length OBPs were established using the FastTree program. Structural modeling of these proteins was carried out by MODELLER 9.10 software. The molecular docking conducted to determine the affinity of ligands with OBPs was performed by Vina AutoDock program. The sensilla ultrastructure of E. heros was studied using electron transmission microscop. Nine full-length OBPs were identified four belonging to the species E.heros and C. ubica each and one from D. melacanthus. The phylogenetic relationships observed indicated an intraspecific divergence and two relations of interspecific proximity. The models obtained from structural modeling were consistent with those solved by X-ray crystallography and nuclear magnetic resonance. This study revealed a greater affinity for the OBPs odorants related to sex pheromones, except OBP D. melacanthus, which showed no significant affinity with any odorant molecule. Regarding to sensilar ultrastructure, the results demonstrate an organization similar to other species of Hemiptera and different organization from Lepidoptera. This work enabled the development of knowledge related to olfactory processes in the analyzed species and raising strategies that may lead to the development of biosensors that can be applied in the field as an alternative to control strategies traditionally used and often inefficient.

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Alterações no sistema de cultivo como plantios safrinha e sucessão de culturas hospedeiras, aliadas à ampla utilização de milho transgênico Bt vêm demandando maior informações relacionadas a diversos aspectos comportamentais desses insetos, os quais podem influenciar diretamente importantes componentes na implementação de um manejo integrado (MIP) e manejo de resistência (MRI) dessas pragas. Alguns desses estudosnão são facilmente estudadosem condições de campo,assim, exigindo a utilização de técnicas de marcação de indivíduos. Nesse sentido, o trabalho teve como objetivo avaliar o movimento larval de espécies de noctuídeos na planta e entre plantas de milho, bem como desenvolver técnicas de marcação de lagartas de ínstares iniciais para sua aplicação em estudos comportamentais desses insetos. Inicialmente, foi investigado o movimento larval de S. frugiperda na planta de milho em condições de campo (EUA e Brasil) e casa de vegetação (Brasil), bem como o comportamento alimentar da lagarta em estágios reprodutivos de milho em laboratório. Em outro estudo, foi caracterizada a dispersão de lagartas de S. albicosta e S. frugiperda em campos de milho (EUA). Por fim, foram investigadas novas técnicas de marcação de lagartas de ínstares iniciais de H. armigera e ... Corn (Zea mays L.) is one of the most cultivated crops worldwide. However, its productivity is constantly threatened by several factors such as the attack of insect pests. Among them stand out the species from Noctuidae family, including the fall armyworm Spodoptera frugiperda(J.E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae), the western bean cutworm Striacosta albicosta(Smith) (Lepidoptera: Noctuidae), and the old world cotton bollworm Helicoverpa armigera(Hubner) (Lepidoptera: Noctuidae). Alterations in crop systems such as off-season plantations and succession of host crops, combined with the extensive use of transgenic Bt corn, have been demanding more information related to various behavioral aspects of these insects, which can directly influence important components in the implementation of integrated pest management (IPM) and resistance management (IRM) of these pests. Some of these behavioral aspectsare not easy to observe in field conditions, and require the use of marking techniques for individuals. In this sense, this work aimed to evaluate the larval movement of noctuidae species in reproductive corn stages, as well as develop marking techniques for early instars and test their application in behavioral studies of these insects. Initially, the on-plant larval movement of the fall armyworm was investigated in field (US and Brazil), and greenhouse conditions (Brazil), as well as the feeding behavior of the larvae on different corn tissues in laboratory. In another study, the dispersion of the western bean cutworm and fall armyworm larvae was characterized in corn fields (USA). In the last step, new marking techniques of early larval instars were investigated forH. armigera, and their application were tested in a behavioral study at ...

The addition of organic residues to soil is an option to control some soil-borne diseases. Benzaldehyde and powders of kudzu (Pueraria lobata), velvetbean (Mucuna deeringiana), and pine-bark (Pinus elliottii and P. taeda) added to soil could reduce certain soil-borne diseases. This study evaluated the effects of benzaldehyde and the dried powders of kudzu, velvetbean, and pine-bark as soil amendments on germination and formation of sclerotia, on mycelial growth of Sclerotium rolfsii, on plant survival, and disease incidence. The data showed that high amounts of benzaldehyde (0.4 ml kg-1 of soil) and velvetbean (100 g kg-1) inhibited S. rolfsii mycelial growth and sclerotium germination. However, low amounts of benzaldehyde (0.1 ml kg-1), kudzu (25 g kg-1), and pine-bark (25 g kg-1) stimulated mycelial growth and sclerotium germination. Kudzu (25-100 g kg-1) and velvetbean (25-100 g kg-1) inhibited the formation of sclerotia. Nevertheless, benzaldehyde at 0.2 and 0.4 ml kg-1 stimulated the formation of sclerotia. Kudzu (50 and 100 g kg-1) and pine-bark (50 g kg-1) favored the colonization of sclerotia by Trichoderma sp. The numbers of soybean (Glycine max) plants were higher and diseased plants were lower than the non-amend soil in the following treatments: kudzu (50 and 100 g kg-1), velvetbean (50 and 100 g kg-1), and pine-bark (50 g kg-1). Disease severity on tomato (Lycopersicon esculentum) plants was low in soil treated with kudzu or velvetbean (30 and 35 g kg-1) and pine-bark (35 g kg-1). Dried powders of kudzu, velvetbean, or pine-bark added to soil can reduce disease by reducing pathogen inoculum. The addition of organic residues to soil is an option to control some soil-borne diseases. Benzaldehyde and powders of kudzu (Pueraria lobata), velvetbean (Mucuna deeringiana), and pine-bark (Pinus elliottii and P. taeda) added to soil could reduce certain soil-borne diseases. This study evaluated the effects of benzaldehyde and the dried powders of kudzu, velvetbean, and pine-bark as soil amendments on germination and formation of sclerotia, on mycelial growth of Sclerotium rolfsii, on plant survival, and disease incidence. The data showed that high amounts of benzaldehyde (0.4 ml kg-1 of soil) and velvetbean (100 g kg-1) inhibited S. rolfsii mycelial growth and sclerotium germination. However, low amounts of benzaldehyde (0.1 ml kg-1), kudzu (25 g kg-1), and pine-bark (25 g kg-1) stimulated mycelial growth and sclerotium germination. Kudzu (25-100 g kg-1) and velvetbean (25-100 g kg-1) inhibited the formation of sclerotia. Nevertheless, benzaldehyde at 0.2 and 0.4 ml kg-1 stimulated the formation of sclerotia. Kudzu (50 and 100 g kg-1) and pine-bark (50 g kg-1) favored the colonization of sclerotia by Trichoderma sp. The numbers of soybean (Glycine max) plants were higher and diseased plants were lower than the non-amend soil in the following treatments: kudzu (50 and 100 g kg-1), velvetbean (50 and 100 g kg-1), and pine-bark (50 g kg-1). Disease severity on tomato (Lycopersicon esculentum) plants was low in soil treated with kudzu or velvetbean (30 and 35 g kg-1) and pine-bark (35 g kg-1). Dried powders of kudzu, velvetbean, or pine-bark added to soil can reduce disease by reducing pathogen inoculum.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior A resposta de plantas à herbivoria inclui a produção de compostos químicos de defesa como os inibidores de protease e metabólitos secundários, incluindo flavonóides, os quais tornam a folha menos aceitável, reduzindo a alimentação e com efeito negativo na fisiologia de insetos. O objetivo deste trabalho foi avaliar a resposta fitoquímica de cultivares de soja resistentes a insetos após injúrias mecânicas e por Anticarsia gemmatalis (Hübner, 1818) (Lepidoptera: Noctuidae); além de avaliar o desenvolvimento da lagartas-da-soja alimentadas com sojas resistentes a insetos. Esses cultivares foram injuriados mecanicamente e biologicamente, e amostras dessas plantas foram analisadas em cromatógrafo para identificação e quantificação dos flavonóides. O desenvolvimento da lagarta, incluindo mortalidade e duração da fase imatura foram determinados e os inibidores de proteases foram analisados em espectrofotômetro. Os flavonóides daidzina, rutina e quercetina foram identificados nos folíolos das cultivares de soja IAC-17, IAC-24, resistentes a insetos, e na IAC-PL1 injuriadas mecanicamente e por A. gemmataliis. As cultivares IAC-PL1, IAC-17 e IAC-24 não apresentaram resposta fitoquímica dos flavonóides, após injúria mecânica e por A. gemmatalis (P > 0,05). Também não houve resposta fitoquímica dos flavonóides rutina, daidzina, quercetina, após injúrias biológicas ou mecânicas avaliados ao longo do tempo (P > 0,05). Entre os três flavonóides identificados na soja, a daidzina foi o composto majoritário nas plantas resistentes a insetos IAC-17 e 24 (P > 0,05). Comparando esses compostos entre os três cultivares de soja, a concentração de rutina foi maior na soja resistente a inseto IAC-24 em relação à susceptível IAC-PL1 e a IAC- 17 resistente (P > 0,05). A concentração de daidzina foi maior nas cultivares de soja resistentes em relação a susceptível. A concentração de rutina foi igual entre as três cultivares de soja. A mortalidade de A. gemmatalis foi maior em cultivares de soja resistentes a insetos IAC-17 e 24. A maior duração da fase larval de ocorreu em sojas resistentes. Conclui-se que as cultivares de soja, independentemente de injurias mecânicas, produzem flavonóides como uma defesa constitutiva. O desenvolvimento de A. gemmatalis é afetada por cultivares de soja resistentes a insetos como IAC – 17 e 24. The plant herbivory response includes the production of defensives chemical compounds such as protease inhibitors and secondary metabolites including flavonoids, which makes it less acceptable sheet feeding and reducing the negative effect on insect physiology. The objective of this study was to evaluate the phytochemical response of resistant soybean cultivars insect after mechanical injuries and caused by Anticarsia gemmatalis (Hübner, 1818) (Lepidoptera: Noctuidae); in addition to evaluate the development of soybean caterpillar fed with soybeans resistant to insects. These cultivars were injured mechanically and biologically, and samples of these plants were analyzed in chromatography in order to identifying and quantifying flavonoids. The development of the caterpillar its mortality and length of the immature stage were determined, and the protease inhibitors were analyzed in a spectrophotometer. The flavonoids daidzin, rutin and quercetin were identified in the leaflets of the IAC-17 and IAC-24 soybean cultivars, insect resistant, and in IAC-PL1 injured mechanically and by A. gemmatalis. The IAC-PL1, IAC-17 and IAC-24 didn’t show phytochemical response of flavonoids, after injury caused mechanically and by A. gemmatalis (P > 0.05). Also there was not phytochemical response of flavonoids rutin, daidzin, querceitna after biological or mechanical injuries assessed over time (P > 0.05). Among the three flavonoids identified in soybean, daidzin was the major compound in the resistant plants to insects, IAC-17 and 24 (P 0.05). The concentration of daidzin was higher in soybean cultivars resistant against susceptible. The concentration of rutin was equal between the three soybean cultivars. The mortality of A. gemmatalis, was higher in soybean cultivars resistant to IAC-17 and 24. The longest duration of larval phase occurred in resistant soybeans. It is concluded that the soybean cultivars, regardless of mechanical injuries, produce flavonoids as a constitutive defense. The development of A. gemmatalis is affected by soybean cultivars resistant to insects, such as IAC – 17 and 24.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais A ferrugem asiática da soja causada pelo fungo Phakopsora pachyrhizi é a principal doença da cultura da soja no Brasil. Visando entender a dinâmica da doença no campo e fornecer subsídios para programas de melhoramento visando resistência à doença e estudos de clonagem e caracterização de genes de avirulência do patógeno, esse trabalho teve por objetivo estudar a variabilidade fisiológica e molecular de isolados de P. pachyrhizi coletados em diferentes regiões brasileiras produtoras de soja. Durante os meses de janeiro a setembro de 2014, coletou-se 199 amostras de folhas com sintomas da doença. Deste total, 138 amostras foram recuperadas por meio da inoculação de uredósporos em folíolos destacados. No total, 68 isolados monolesionais de P. pachyrhizi foram multiplicados e armazenados em freezer -80°C e 113 isolados estão sendo multiplicados em folíolos destacados. Dentre os isolados multiplicados, 26 foram utilizados neste estudo. Estes isolados são representativos de 24 locais geograficamente distintos, em 6 Estados localizados em três regiões brasileiras: Centro-Oeste, Sudeste e Sul. Apenas o isolado DF 01-1 tem origem no Distrito Federal. Para avaliação da variabilidade fisiológica foi utilizado um conjunto de variedades diferenciadoras de soja, que incluiu oito genótipos com genes de resistência Rpp1 a 6, dois genótipos com genes R desconhecidos e a cultivar Conquista, suscetível. Para a análise molecular, o DNA genômico foi extraído a partir de esporos congelados dos isolados monolesionais, de uredósporos coletados diretamente das amostras e de tecido infectado. Foi utilizado um conjunto de 18 pares de oligonucleotídeos que amplificam locos microssatélites previamente caracterizados. Três tipos de reação ocorreram nas variedades diferenciadoras de soja em resposta à infecção pelos isolados monolesionais de P. pachyrhizi: reação de hipersensibilidade caracterizada por imunidade com flecks necróticos (IF), lesões vermelho-castanhas (RB) e lesões TAN, típicas de reação de suscetibilidade. Todos os isolados produziram lesão TAN com abundante esporulação na cultivar Conquista e nos acessos PI 200492 (Rpp1) e PI 462312 (Rpp3); lesão RB nos genótipos PI 230970 (Rpp2), PI 459025 (Rpp4), PI471904 (Rpp5), PI 567102B (Rpp6) e PI 594767-A (Rpp1?), e reação de imunidade com flecks necróticos nos acessos PI 587880-A (Rpp1?), PI 587905 (Rpp1?) e PI 587886 (Rpp1?). Os isolados diferiram quanto ao nível de esporulação observado nos genótipos PI 230970 (Rpp2), PI 459025 (Rpp4), PI471904 (Rpp5) e PI 567102B (Rpp6). Observou-se ausência de variabilidade molecular nos locos microssatélites analisados, o que pode ser indicativo de um efeito fundador recorrente na população do patógeno, em razão de seleção imposta pelo uso intensivo de fungicidas e da prática do vazio sanitário. Todavia, essa hipótese deverá ser confirmada por uma análise englobando todos os isolados obtidos e novas amostras coletadas na safra 2014/2015. Asian soybean rust, caused by the fungus Phakopsora pachyrhizi, is the main soybean disease in Brazil. Aiming to understand the dynamics of the disease in the field and to contribute to breeding programs aiming disease resistance and to studies of characterization of avirulence genes from the pathogen, the objective of this work was to study the physiological and molecular variability of P. pachyrhizi isolates collected in different soybean producing regions in Brazil. Between January and September of 2014, 199 samples of leaves showing symptoms of the disease were collected. One hundred thirty-eigth populations were recovered from these samples through inoculation of detached leaves with urediniospores. A total of 68 single-lesion P. pachyrhizi isolates were multiplied and stored in a freezer at -80oC and 113 isolates are currently being multiplied on detached leaves. Twenty-six out of the total multiplied isolates were used in this study, which are representative of 24 distinct geographic sites, located in six states corresponding to three major soybean production regions: midwest, southeast and south. The isolate DF 01-1 originated from the Distrito Federal. To evaluate physiological variability, a set of differential soybean varieties was used, including eight genotypes carrying the Rpp-1 to -6 resistance genes, two genotypes with uncharacterized resistance genes and the susceptible cultivar Conquista. For the molecular analysis, genomic DNA was extracted directly from frozen spores collected from single-lesion isolates, from urediniospores collected directly from collected leaf samples and from infected leaves. A set of 18 oligonucleotide pairs was used to amplify microsatellite loci previously characterized. Three types of reactions occurred on differential soybean varieties in response to infection by single- lesion P. pachyrhizi isolates: hypersensitive reaction, characterized by immune necrotic flecks (IF), red-brown (RB) lesions, and TAN lesions, typical of a susceptible reaction. All isolates produced TAN lesions with abundant sporulation on cultivar Conquista and on accessions PI 200492 (Rpp1) and PI 462312 (Rpp3); RB lesions on genotypes PI 230970 (Rpp2), PI459025 (Rpp4), PI471904 (Rpp5), PI 567102B (Rpp6) and PI 594767-A (Rpp1?); and immune reaction with necrotic flecks on accessions PI 587880-A (Rpp1?), PI 587905 (Rpp1?) and PI 587886 (Rpp1?). There were differences among isolates in the level of sporulation on genotypes PI 230970 (Rpp2), PI 459025 (Rpp4), PI471904 (Rpp5) and PI 567102B (Rpp6). Absence of molecular variability in the analyzed microsatellite loci was observed, which could be indicative of recent and recurrent founder effects in the pathogen population as a consequence of the selection pressure by the use of fungicides and the host-free period, a period of 60 to 90 days from July to September during which farmers are restricted from planting soybean (so-called vazio sanitário). This hypothesis needs to be confirmed by a more comprehensive analysis using all isolates collected so far, as well as additional samples collected during the 2014/2015 season.

Made available in DSpace on 2015-04-09T12:28:20Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-11-28Bitstream added on 2015-04-09T12:47:39Z : No. of bitstreams: 1 000817707.pdf: 784315 bytes, checksum: 7b270c28b49a7aab4fb0d82140c6c370 (MD5) A lagarta-da-soja Anticarsia gemmatalis Hübner e a lagarta-militar Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) são duas das principais pragas desfolhadoras da cultura da soja. Entre os métodos disponíveis para seu controle destaca-se o uso de genótipos que apresentam moderada e alta resistência a insetos. No entanto, diversos fatores, inerentes à planta ou ao inseto, podem influenciar a expressão da resistência nas plantas. Desse modo, esse trabalho teve o objetivo de avaliar possíveis fatores que possam influenciar a expressão da resistência em soja, testando-se as hipóteses de que flavonoides, nutrientes, enzimas oxidativas, compostos fenólicos, proteínas e inibidores de proteinase possam ser alguns dos mecanismos responsáveis pela resistência à lagarta-da-soja e lagarta-militar. Três experimentos foram realizados a fim de elucidar essas questões. O primeiro experimento avaliou a influência dos seguintes fatores na expressão de antixenose nos genótipos resistente IAC 100 e suscetível BRSGO 8360 a ambas as espécies de insetos em testes de preferência alimentar com e sem chance de escolha: uma lagarta versus duas lagartas por disco foliar; uso de lagartas sem interrução de alimentação versus com suspensão de alimentação por três horas antes do ensaio; disco foliar versus folíolo inteiro; parte superior versus parte inferior da planta; e estádio vegetativo versus estádio reprodutivo. O segundo experimento avaliou a influência da parte superior versus inferior da planta e de plantas em estádio vegetativo versus plantas em estádio reprodutivo na expressão de antibiose a A. gemmatalis e S. frugiperda nos genótipos resistente PI 227687 e suscetível IGRA RA 626 RR. Além disso, foram avaliadas as concentrações de nutrientes e flavonoides como possíveis mecanismos responsáveis pela resistência em soja. Os macronutrientes quantificados nas folhas dos genótipos de soja provenientes dos respectivos tratamentos ... The velvetbean caterpillar Anticarsia gemmatalis Hübner and the fall armyworm Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) are two of the major defoliating pests of soybeans. Among the methods available for their control, the use of genotypes possessing moderate and high resistance stands out. However, numerous factors, inherent to the plant or to the insect, may influence the expression of resistance in plants. Thus, this work aimed to evaluate potential factors influencing the expression of resistance in soybeans, and we tested the hypotheses that flavonoids, nutrients, oxidative enzymes, phenolics, proteins, and proteinase inhibitors may be some of the mechanisms responsible for resistance to the velvetbean caterpillar and fall armyworm. Three experiments were performed in order to elucidate these issues. The first experiment evaluated the influence of the following factors on the expression of antixenosis in the resistant genotype IAC 100 and susceptible genotype BRSGO 8360 to both insects in free-choice and no-choice feeding assays: one larva versus two larvae per leaf disc; use of non-starved larvae versus larvae starved for three hours prior to the assay; leaf disc versus entire leaflet; upper part versus lower part of plants; vegetative growth stage versus reproductive stage. The second experiment assessed the influence of the upper part versus lower part of the plant, and plants at vegetative growth stage versus reproductive stage on the expression of antibiosis to A. gemmatalis and S. frugiperda in the resistant genotype PI 227687 and susceptible genotype IGRA RA 626 RR. In addition, the concentration of nutrients and flavonoids were evaluated as potentital mechanisms responsible for resistance in soybeans. The macronutrientes quantified in the leaves of the soybean genotypes from the respective treatments were N, P, K, Ca, Mg, and S; the quantified micronutrients were B, Cu, Fe, Mn, and Zn; among the flavonoids, we quantified ...

Made available in DSpace on 2015-04-09T12:28:16Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-09-19Bitstream added on 2015-04-09T12:47:51Z : No. of bitstreams: 1 000818159.pdf: 713025 bytes, checksum: 8e10abb59326c33e4756709eb2ae6b93 (MD5) Euschistus heros (Fabricius, 1798) é uma das principais espécies do complexo de percevejos que atacam a cultura da soja, pois causam danos diretos e irreversíveis ao produto comercial, além de ser a espécie mais abundante no país. Objetivou-se estudar a distribuição espacial da praga utilizando geoestatística. Para tanto, foi conduzido um experimento com a variedade SYN1365RR em uma área experimental de 0,8 ha, localizada em Jaboticabal - SP, Brasil. A área foi dividida em 80 parcelas de 100 m² (10 x 10 m) cada, onde foram realizadas amostragens semanais de ninfas e adultos de E. heros por meio do pano entomológico (1,0 x 0,5 m). Os dados foram agrupados em ninfas (1° a 5° instares), adultos, e estágios capazes de causar danos às plantas (ninfas de 3° a 5° instares e adultos). De acordo com a análise geoestatística dos dados, a distribuição da praga no campo ocorreu de forma agregada a partir do início de formação das vagens (R3) até a colheita da cultura (R8). O modelo matemático que apresentou o melhor ajuste aos semivariogramas experimentais foi o esférico, e o alcance da dependência espacial (a) variou entre 23,71 e 87,10 metros. Em relação ao grau de agregação da praga, as ninfas encontraram-se moderadamente agregadas, enquanto que os demais grupos apresentaram agregação variando entre forte e moderada. Os mapas de krigagem permitiram a visualização dos pontos de entrada da praga no campo, que iniciou o processo de colonização da área nas parcelas mais próximas à bordadura Euschistus heros (Fabricius, 1798) is one of the most important species from the pentatomid complex that attack soybean. It is the most abundant pentatomid in Brazil, and nymphs and adults feed on pods and seeds causing direct and irreversible damage to the commercial product. The present study aimed to study its spatial distribution using geostatistics. Thus, an experiment was carried out with the cultivar SYN1365RR in a 0.8-ha experimental field, located in Jaboticabal - SP, Brazil. The area was divided into 80 sampling units of 100 m² (10 x 10 m) each, where nymphs (1st to 5th instars), adults, and insects able to damage the seeds (nymphs from 3rd to 5th instars and adults) were sampled by the drop cloth method (1.0 x 0.5 m) on a weekly basis. Based on the geostatistical analysis of the count data, the spatial distribution of the pest in the field had an aggregated pattern from the beginning of pods (R3) to full maturity stages (R8). The spherical model was the mathematical model that best fitted the experimental semivariograms, and the range of spatial dependence (a) varied from 23.71 to 87.10 m. Regarding the spatial pattern of the pest, nymphs were moderately aggregated in the field whereas adults and stages capable of causing damage to the plants had aggregation patterns ranging from strong to moderate. Based on the kriging maps, it was possible to visualize the behavior of the pest, which started the colonization at sampling units closer to the border of the experimental area

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais 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. Soybean 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.