Fungi associated with Paspalum guenoarum seeds: their impact on physiology and control / Fungos associados com sementes de Paspalum guenoarum: seus impactos na fisiologia e controle

ABSTRACT: Of the natural pastures grown in southern Brazil, those of the genus Paspalum are the most important. One of the factors that hinder their cultivation is the availability of quality seeds, that are often compromised by the presence of fungi. This study determined the in vitro sensitivity of Paspalum guenoarum ecotype azulão seed-associated fungus to certain fungicides and to measure the efficiency of chemical treatments for fungal control and seed physiological performance. Bipolaris micropus, Epicoccum sorghinum, Curvularia geniculata and Fusarium incarnatum associated with seeds were tested in vitro against Carbendazim; Tiram, Fludioxonil; Metalaxil-M, Carboxina; Tiram and Tiofanato-metílico at 0, 1, 2.5, 5, 10 and 30 µg/mL. This experiment was conducted in a completely randomized design (factorial 4 × 4 × 6). Qualitative variables were compared using the Tukey test (P ≤ 0.05) and quantitative variables were subjected to regression analysis. Carbendazim; Tiram and Fludioxonil; Metalaxil-M had the best fungicidal performances, each inhibiting three of the four fungi with LD50s below 1 µg/mL. Subsequently, these two fungicides were used alone or in combination in the in vivo test. A completely randomized design was used and the means were compared using the Tukey test (P < 0.05). The chemical treatment of the seeds resulted in improvement of five of the six evaluated physiological parameters. The identification of the primary fungi associated with Paspalum seeds reported in this research, as well as damage done to them, can be diminished using appropriate measures such as seed treatments.

RESUMO: Das pastagens naturais cultivadas no sul do Brasil, as do gênero Paspalum são as mais importantes. Um dos fatores que dificultam o cultivo é a disponibilidade de sementes de qualidade, muitas vezes comprometidas pela presença de fungos. Os objetivos deste estudo foram determinar a sensibilidade in vitro de fungos associados a sementes de Paspalum guenoarum ecótipo azulão a determinados fungicidas, medir a eficiência de tratamentos químicos para controle desses fungos e o desempenho fisiológico das sementes. Os fungos associados às sementes, Bipolaris micropus, Epicoccum sorghinum, Curvularia geniculata e Fusarium incarnatum foram testados in vitro contra Carbendazim; Tiram, Fludioxonil; Metalaxil-M, Carboxina; Tiram e Tiofanato-metílico em 0, 1, 2,5, 5, 10 e 30 µg/mL. Este experimento foi conduzido em um delineamento inteiramente casualizado (fatorial 4 × 4 × 6). As variáveis ​​qualitativas foram comparadas pelo teste de Tukey (P ≤ 0,05) e as variáveis ​​quantitativas foram submetidas à análise de regressão. Carbendazim; Tiram e Fludioxonil; Metalaxil-M tiveram os melhores desempenhos fungicidas, cada um inibindo três dos quatro fungos com LD50 abaixo de 1 µg/mL. Posteriormente, esses dois fungicidas foram utilizados isoladamente ou em combinação no teste in vivo. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado e as médias comparadas pelo teste de Tukey (P < 0,05). O tratamento químico das sementes resultou na melhoria de cinco dos seis parâmetros fisiológicos avaliados. A identificação dos fungos primários associados às sementes de Paspalum relatadas neste trabalho, bem como os danos causados ​​por eles, podem ser diminuídos usando medidas apropriadas, como tratamento de sementes.

Organic acid carriers in tolerance to toxic aluminum in wheat / Transportadores de ácidos orgânicos na tolerância ao alumínio tóxico em trigo

ABSTRACT: Aluminum (Al) toxicity in plants is seen in about 15% of the soils worldwide, restraining yields in arable land. In Brazil, acidic soils limit production of wheat (Triticum aestivum L.) and other cereals. Al is toxic for most winter cereals when its concentration increases and soil pH is below 5. One of the main concerns with acidic soil is the increase in the mobility of Al3+ions. Al binds to cell walls in roots, preventing meristematic elongation in sensitive species, causing damage to the root system and results in lower yields. Al3+ forms highly stable complexes with phosphorus (P), limiting its availability to plants, as well as reducing cell division and elongation. To deal with Al toxicity, plants have developed strategies such as organic acid (OA) exudation by roots; this mechanism of detoxification has been well-characterized. OAs, in turn, chelate ions Al3, forming non-toxic compounds that do not penetrate the root system. Some genes responsible for Al tolerance in wheat have been identified, particularly TaALMT1 and TaMATE1B that transport malate and citrate OAs, respectively. In this review, we discussed the mechanisms by which Al damages roots those by which plants are protected, primarily through two genes. We also described the interaction of the ALMT1 gene with P and iron (Fe).

RESUMO: A toxicidade do alumínio (Al) às plantas é observada em cerca de 15% dos solos no planeta, sendo um fator restritivo à produtividade em terras cultiváveis. No Brasil, os solos ácidos são limitantes à produção de trigo (Triticum aestivum L.) e outros cereais. O Al é tóxico para a maioria dos cereais de inverno, quando a sua concentração aumenta e o pH do solo atinge valores inferiores a 5. Uma das principais preocupações sobre o solo ácido é o aumento da mobilidade dos íons Al3+. O Al pode se ligar as paredes celulares das raízes e, como consequência, impedir o alongamento meristemático em espécies sensíveis, provocando danos ao sistema radicular, que resulta em menor desempenho agronômico das plantas. O Al3+ é também capaz de formar complexos altamente estáveis com fósforo (P), limitando sua disponibilidade para as plantas, e também reduzindo a divisão e o alongamento celular. Para lidar com a toxicidade ao Al, as plantas desenvolveram algumas estratégias como a exsudação de ácido orgânicos (AOs) pelas raízes, sendo este mecanismo de destoxificação bem caracterizado. Os AOs, por sua vez, quelam ions Al3+ formando compostos não tóxicos que não penetram no sistema radicular. Alguns genes responsáveis pela tolerância ao Al em trigo foram identificados, com ênfase para TaALMT1 e TaMATE1B, que exsudam os AOs malato e citrato, respectivamente. Nesta revisão, discutimos os mecanismos pelos quais Al danifica raízes, bem como plantas protegem-se, através de dois genes principalmente. Também apresentamos a interação do gene ALMT1 com P e ferro (Fe).

Expressão da resistência parcial à ferrugem da folha da aveia presente na linhagem MN841801, no ambiente do Sul do Brasil / Expression of partial resistance to oat crown rust present in the lineage MN841801 submitted to the South Brazilian environment

A ferrugem da folha é a doença mais importante da aveia, podendo comprometer a qualidade e o rendimento de grãos em até 50%. No ambiente do Sul do Brasil, a maioria dos genes de resistência ao patógeno causador da doença tem baixa efetividade, e a virulência das raças encontradas é muito complexa. A resistência quantitativa, que é um tipo de resistência incompleta ou parcial, é uma opção bastante promissora para ambientes como o do Sul do Brasil, uma vez que não impõe a intensa pressão de seleção sobre a população patogênica, para raças virulentas, como ocorre com a resistência qualitativa. A linhagem de aveia MN841801 é atualmente uma das principais fontes de resistência parcial à ferrugem da folha, pois tem sido efetiva frente a diversas populações do patógeno durante mais de 35 anos. Os objetivos deste trabalho foram: a) validar a expressão da resistência parcial à ferrugem da folha da aveia presente na linhagem MN841801, no ambiente da região Sul do Brasil e b) caracterizar a herança dessa resistência em relação ao número de genes. Os resultados mostraram que a severidade da ferrugem da folha, na linhagem MN841801, foi significativamente inferior à de cultivares suscetíveis, eo progresso da doença foi lento, quando comparado ao das suscetíveis. Constatou-se também que a herança da resistência de MN841801 é quantitativa, sendo condicionada por dois genes.

Crown rust is the major oat disease that compromises the quality and yield in up to 50%. In south Brazil most of the resistance genes to rust pathogen has low effectiveness, and the virulence of the races present is very complex. The quantitative resistance, which is a type of incomplete or partial resistance, is a promising option for environments such as South American one, since it doesn't impose on the pathogen population the intense selection pressure for virulent races, as it commonly happens with the qualitative resistance. The lineage oat MN841801 is now one of the main sources of partial resistance to crown rust in the world, because it has been submitted and effective to several populations of the pathogen during more than 35 years. The objectives of this research were: a) to validate the expression of the partial resistance to crown rust present in the lineage MN841801 under South Brazil environment, b) to characterize the inheritance of this resistance in relation to the number of genes. The results showed that the severity and the rate of disease progress of crown rust on MN841801 were significantly lower then the local susceptible cultivars. It was also observed that the inheritance of MN841801 resistance is quantitative and conditioned by two genes.

Controle genético da resistência parcial à ferrugem da folha em aveia (Avena sativa L.) / Genetic control of partial resistance of crown rust in oat (Avena sativa L.)

Os objetivos deste trabalho foram descrever a variabilidade para resistência parcial à ferrugem da folha em populações segregantes, bem como estudar o controle genético envolvido na expressão da resistência. As avaliações de severidade da doença foram realizadas em 1998, 1999 e 2000, seguindo a escala modificada de Cobb. Os resultados de três anos de estudo evidenciaram que, apesar da grande influência do ambiente na expressão da resistência, as populações segregantes apresentaram grande variabilidade para resistência parcial. A distribuição de freqüências da Área Sob a Curva do Progresso da Doença (ASCPD) em gerações avançadas foi contínua para o caráter, indicando a presença de vários genes de pequeno efeito em seu controle. As estimativas de herdabilidade variaram de moderadas a altas.

The objectives of this research were to describe the variability regarding partial resistance to leaf rust in segregating populations and to study genetic control of the resistance expression. The evaluation of disease was done at 1998, 1999 and 2000, according to modified Cobb’s scale. The results of three years studies showed that regardless the great environmental effect on the expression of resistance, the segregating population presented great variability for partial resistance. The frequency distribution of AUDPC for advanced generations, was continuous for this trait, indicating the presence of several genes of small effects controlling the disease. The estimatives of herdability varied from moderate to high.