Domingo, 04 de junho de 2023.
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Tese
Título Obtenção e caracterização molecular e da virulência de isolados monourediniais de Phakopsora pachyrhizi coletados em diferentes regiões do Brasil
Autor Darben, Luana Mieko
Unidade Pós-Graduação em Genética e Melhoramento
Área de Concentração Genética e Melhoramento
Orientador Adriana Gonela
Co-Orientador(es) Francismar Corrêa Marcelino-Guimarães, Eliezer Rodrigues de Souto.
Banca Examinadora Maria de Fátima Pires da Silva Machado
Ricardo Ribeiro de Oliveira
Mayra Costa da Cruz Gallo de Carvalho
Francismar Corrêa Marcelino Guimarães
Data de Defesa 12/12/2013
Resumo A ferrugem asiática da soja (FAS),causada pelo fungo biotrófico obrigatório Phakopsora pachyrhizi Syd. & P. Syd., é uma das principais doenças que acomete a cultura da soja [Glycine max (L.) Merr.], limitando sua produção em muitas áreas produtoras do mundo. A resistência específica ao fungo P. pachyrhizi é conhecida e seis locos, denominados Rpp1, Rpp2, Rpp3, Rpp4, Rpp5 e Rpp6, foram identificados até o momento. No entanto a diversidade apresentada pelas populações de P. pachyrhizi tem frequentemente resultado na seleção de patótipos virulentos após o lançamento de cultivares resistentes. Sendo assim, o conhecimento sobre o espectro de virulência e variabilidade existente nas populações de P. pachyrhizie de isolados e o entendimento sobre a biologia e a interação entre patógeno-hospedeiro são fundamentais para que programas de melhoramento genético possam realizar um planejamento estratégico eficiente contra o fungo causador da ferrugem asiática da soja. Diante disso, o objetivo deste trabalho foi obter e analisar a diversidade molecular e patogênica de isolados monourediniais de P. pachyrhizi coletados em diferentes regiões produtoras de soja do Brasil, por meio da comparação das sequências das regiões ITS (Internal Transcribed Spacer) e da avaliação da resposta de diferenciadoras de soja após a inoculação com os isolados obtidos. Após sucessivos ciclos de cultura monouredinial em folha destacada, foram obtidos 34 isolados monourediniais, coletados em quatro regiões produtoras de soja no país. A amplificação das regiões ITS foi realizada para 27 isolados monourediniais e gerou um produto com aproximadamente 750pb para todos os isolados testados. O polimorfismo observado entre as sequencias ITS1 e ITS2 definiu 16 e 8 haplótipos diferentes, respectivamente, o que exprime uma alta variabilidade apresentada pelo patógeno. A análise da distribuição geográfica dos isolados obtidos revelou que cada localidade apresenta uma mistura de isolados de P. pachyrhizi. Como reflexo da diversidade das sequências ITS de amostras do fungo causador da FAS coletados em diferentes continentes em anos diferenciados pode-se observar que os isolados do patógeno encontrados no Brasil podem ter sido originados de múltiplos e independentes eventos de dispersão. A análise fenotípica de treze genótipos diferenciadores de soja frente a seis diferentes isolados monourediniais obtidos neste estudo revelou que as fontes de resistência PI 200492 (Rpp1), PI 200526 (Rpp5) e PI 587855 não foram efetivas aos isolados analisados. Por outro lado, os genótipos PI561356 (Rpp1b), PI 594767A, An76 (Rpp2-4) e No6-12 (Rpp2-4-5) foram resistentes a todos os isolados, revelando-se importantes fontes de resistência a serem utilizadas em programas de melhoramento, visando à obtenção de genótipos com ampla resistência ao patógeno. A análise fenotípica revelou ainda a presença de pelo menos seis patótipos distintos presentes nos campos de soja do Brasil, sendo o isolado L.LD112 o mais virulento entre os analisados. Este estudo representa o primeiro relato sobre a caracterização molecular de isolados de P. pachyrhizi oriundos de áreas de produção de soja no Brasil, os quais poderão ser utilizados em estudos futuros na busca de medidas de controle efetivas contra a FAS.
Palavras-chave ferrugem asiática da soja, regiões do espaçador interno transcrito (ITS1 e ITS2), variabilidade genética, variabilidade fenotípica.  
Title
Abstract Asian soybean rust caused (ASR) by the obligate biotrophic fungus Phakopsora pachyrhizi Syd. & P. Syd., is a major disease limiting soybean [Glycine max (L.) Merr.] production in many producer areas in the world. Specific resistance to P. pachyrhizi is known, and six loci, named Rpp1, Rpp2, Rpp3, Rpp4, Rpp5 and Rpp6 have been identified so far. However the diversity of P. pachyrhizi populations has often resulted in selection of virulent pathotypes following the release of rust resistance cultivars. Thus, knowledge of the spectrum of virulence and variability in populations of P. pachyrhizi, coupled with the understanding of the biology and host-pathogen interaction are essential for breeding programs can perform an efficient strategic planning against the fungus that causes Asian soybean rust. Therefore, the aim of this study was to obtain and analyze the molecular and pathogenic diversity of P. pachyrhizi monourediniais isolates collected from different producing regions of soybean in Brazil, by comparing the sequences of the ITS regions (Internal Transcribed Spacer) and evaluating the response of differential soybean after inoculation with isolates obtained. After successive cycles monouredinial detached leaf culture, 34 monourediniais isolates were obtained, collected in four soybean producing regions in the country. Amplification of the ITS region was performed for 27 monourediniais isolates and generated a product of approximately 750pb for all isolates tested. The polymorphism among the ITS1 and ITS2 sequences, defined 16 and 8 haplotypes, respectively, which expresses a high variability of the pathogen. Analysis of the geographical distribution of isolates revealed that each location has a mixture of isolates of P. pachyrhizi. As reflected by the diversity of ITS sequences of samples of the fungus ASR collected in different continents and years, it can be conclude that the isolates of the pathogen found in Brazil might be originated from multiple and independent dispersal events. The phenotypic analysis of thirteen differentiating genotypes across six different monourediniais isolates obtained in this study showed that the resistance sources PI 200492 (Rpp1), PI 200526 (Rpp5) and PI 587855 were not effective to the isolates analyzed. On the other hand, PI561356 (Rpp1b), PI 594767A, An76 (Rpp2-4) and No6-12 (Rpp2-4-5) genotypes were resistant to all isolates revealing sources of resistance to be used in breeding programs in order to obtain genotypes with broad-based resistance. Phenotypic analysis also revealed the presence of at least six different pathotypes present in soybean fields in Brazil, being isolated L.LD112 the most virulent among analyzed. This study represents the first report on the molecular characterization of P. pachyrhizi isolates which may be used in future studies in the search for effective control measures against ASR.

Key-words Asian soybean rust, internal transcribed spacer 1 (ITS1), genetic variability, phenotypic variability.
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