Embryo rescue from interspecific crosses in apple rootstocks

O objetivo deste trabalho foi resgatar embriões imaturos de porta-enxertos de macieira Malus prunifolia (Marubakaido) e Malus pumila (M9) depois de 40 e 60 dias de polinização e colocá-los em meio de cultura MS suplementado com ágar (6 g L-1) e hidrolisado de caseína (500 mg L-1). Embriões originados do cruzamento interespecífico dirigido e de polinização aberta mostraram diferenças significativas in vitro, tendo sido observadas diferenças quanto ao progenitor feminino, quanto à fase de desenvolvimento do embrião e à composição do meio de cultura. Embriões do porta-enxerto M. pumila, resgatados aos 40 dias depois da polinização e colocados em meio de cultura suplementado com ácido indolacético (AIA), ácido giberélico (GA3), cinetina e maltose, resultaram em desenvolvimento normal das plantas. Porém, foi observada alta porcentagem de embriões oxidados (96,2%), originados de polinização dirigida, cultivados em meio com 14 µM de AIA, 5 µM de cinetina e 1,5 µM de GA3 (MS1), principalmente para o cruzamento M. prunifolia e M. pumila. Embriões de polinização aberta de M. prunifolia x M. pumila formaram calos. Foi possível identificar a influência do progenitor feminino, pelo incremento de brotações de M. pumila derivada de polinização aberta e dirigida. O cruzamento de espécies responsivas e o uso da técnica de cultura de embrião promoveram germinação rápida e uniforme e, por conseguinte, o desenvolvimento de mudas normais.The objetive of this work was to rescue immature embryos of apple rootstocks Malus prunifolia (Marubakaido) and Malus pumila (M9) after 40–60 days of pollination and to put them into MS culture media supplemented with agar (6 g L-1) and casein hydrolysate (500 mg L-1). Embryos originated from interspecific crosses and open pollination showed differences in the in vitro responses, depending on the female parent, the developmental stage of the embryo, and the culture medium composition. Embryos of the M. pumila rootstock, rescued within 40 days after pollination and put in culture medium supplemented with indolacetic acid (IAA), gibberellic acid (GA3), kinetin and maltose, resulted in a normal development of plantlets. However, embryos originating from hand-pollination, cultivated in medium supplemented with 14 µM IAA, 5 µM kinetin and 1.5 µM Ga3 (MS1), mainly those of M. prunifolia x M. pumila, showed a high percentage of rusted embryos (96.2%). Embryos from open pollination of M. prunifolia and M. pumila formed calluses. It was possible to identify the influence of the female parent by the enhanced development of M. pumila shoots derived from open or hand-pollination. The crossing of responsive species and the use of the technique of embryo culture provided a rapid and uniform germination and, consequently, the development of fully normal seedlings

Tolerance to aluminium in apple rootstocks somaclones in nutrient solution

A macieira (Malus sp.) cultivada em solos ácidos com pH inferior a 5,0 pode apresentar distúrbios nutricionais e inibição de crescimento causados por níveis tóxicos de Al que podem afetar a absorção do Ca, o qual apresenta estreita correlação com a produção de frutos de melhor qualidade. O objetivo deste trabalho foi verificar a tolerância ao Al em 18 somaclones e três cultivares porta-enxertos provenientes da seleção in vitro. As plântulas foram cultivadas durante 45 dias em copos de plástico de 300 mL contendo solução nutritiva e utilizando-se sílica lavada como substrato. Os valores obtidos foram submetidos à análise multivariada pelos componentes principais e agrupamento hierárquico baseado no método de Ward, o qual revelou ser mais adequado na classificação dos clones quanto à tolerância ao Al do que os testes de médias. O porcentual de redução na matéria seca da parte aérea e no número de folhas foram características que melhor possibilitaram a discriminação dos clones. Os clones foram classificados em três grupos: bem sensível ou não tolerante, moderadamente tolerante e tolerante.The apple trees (Malus sp.) cultivated in soils with pH below 5.0 may present nutritional disorders and growth restriction due to the presence of high toxic levels of Al that may affect the Ca absorption, which shows a narrow correlation with fruits of better quality. The aim of this work was to verify the tolerance to Al in 18 apple rootstocks somaclones and three cultivars originated from in vitro selection. The plantlets were cultivated in 300 mL plastic glasses with washed silica in nutrient solution for 45 days. The obtained values were submitted to a multivariate analysis by the main components and hierarchical grouping based on Ward method, which showed to be more appropriate to classify the clones with relationship to the tolerance to Al than the tests of averages. The reduction percentage in the dry matter of the shoots and in the number of leaves were characteristic that best permitted clones discrimination. Three groups of clones could be classified such as: no tolerant, slightly tolerant and tolerant

Comparação das técnicas de PCR-RFLP e sequenciamento de região ITS-rDNA para análise filogenética de isolados de Colletotrichum spp.

The genus Colletotrichum is one of the most important pathogenic fungi group, mainly in tropical and subtropical areas of the world. The identification of Colletotrichum species is difficult due to their large morphological variation. Molecular methods, such as PCR-RFLP and rDNA sequence, have been very useful for phylogenic studies of this pathogen. The objective of this work was to compare the PCRRFLP and rDNA sequence techniques for phylogenetic analysis of Colletotrichum spp. Isolates. All isolates were cultivated from cultures grown on Potato Sucrose Broth (PSB), for one week at 24oC. The amplification of the rDNA was accomplished by the ITS1 and ITS4 initiators, followed by digestion of the ITS area using restriction enzymes (Rsa I, Alu I, Hinf I, Hpa II, Hha I, Xho I, Acc I, Eco RI and Taq I). The revelation was made in agarose gel 2%. The primers produced fragments from 600 to 90 pb. The amplified fragment was purified with the kit QIAquick Gel Extraction Kit 250 (Unisciense of Brazil) and the internal transcribed spacer region of the rDNA (ITS1-ITS2) was sequenced. The ITS1- 5.8S-ITS2 sequences were aligned with the software ClustalW and the phylogenetic tree was constructed using the software Mega 3.1. The products obtained with the amplification of the ITS-rDNA produced a fragment of approximately 600 pb, for all the isolated analyzed. The PCR-RFLP technique is not very efficient to separate Colletotrichum spp because some of the restriction enzymes acted in conserved regions of the rDNA, affecting the results. However, the sequencing technique was accurate to separate Colletotrichum isolates per species and hosts, allowing the inclusion of published GenBank sequences. The PCR-RFLP technique should be used together with the rDNA sequencing technique in order to get cheaper and more reliable results in the phylogenic studies of microorganisms.O gênero Colletotrichum é dos grupos fitopatogênicos mais importantes, principalmente em regiões tropicais e subtropicais do mundo. A identificação das suas espécies é difícil, devido à grande variação morfológica intraespecífica. Métodos moleculares, como PCR-RFLP e o sequenciamento, têm ganhado destaque em estudos de filogenia deste fitopatógeno. Este trabalho objetivou comparar as técnicas de PCR-RFLP e sequenciamento para análise filogenética entre isolados de Colletotrichum spp. Todos os isolados foram cultivados em meio Batata-Sacarose (BS), por uma semana a 24 oC. Inicialmente foi realizada a amplificação do rDNA, utilizando-se iniciadores ITS1 e ITS4. A seguir foi feita a digestão da região ITS utilizando enzimas de restrição (Rsa I, Alu I, Hinf I, Hpa II, Hha I, Xho I, Acc I, Eco RI e Taq I) e revelação em gel de agarose 2%. Obteve-se uma grande variação com produtos da clivagem, de 500 a 90 pb. Os fragmentos amplificados foram purificados com o kit QIAquick Gel Extraction Kit 250 e as amostras foram sequenciadas na região ITS do rDNA de todos os isolados. As sequências foram alinhadas no software ClustalW e a árvore filogenética foi construída no software Mega 3.1. Os produtos obtidos na amplificação da região ITS1- 5.8S-ITS2 do rDNA, com a utilização do par de iniciadores ITS1 e ITS4, revelaram um fragmento de aproximadamente 600 pb para todos os isolados analisados. A técnica PCR-RFLP não foi muito eficiente para a diferenciação das espécies de Colletotrichum spp, pois algumas das enzimas escolhidas tinham o seu sítio de clivagem em regiões conservadas, sobrepondo e mascarando os resultados. Já a técnica de sequenciamento possibilitou a separação dos isolados por espécies e hospedeiro e permitiu a comparação com os sequenciamentos dos bancos de genes. A técnica de PCR-RFLP deve ser utilizada atrelada à técnica de sequenciamento para se obter uma maior economia e veracidade dos resultados em estudos de filogenia de microorganismos

Identification of the Er1 resistence gene and RNase S-alleles in Malus prunifolia var. ringo rootstock

Woolly apple aphid (WAA; Eriosoma lanigerum Hausm.) is a major insect pest that has significant economic impact on apple growers worldwide. Modern breeding technologies rely on several molecular tools to help breeders select genetic determinants for traits of interest. Consequently, there is a need for specific markers linked to the genes of interest. Apple scions and rootstocks have an additional barrier to the introduction of pest resistance genes due to the presence of self-incompatibility S-RNase alleles. The genetic characterization and early identification of these alleles can amplify the contribution of a breeding program to the selection of resistant genitors that are as compatible as possible. In this study, we identified the Er1 gene involved in the resistance to WAA in Malus prunifolia var. ringo, also known as ‘Maruba Kaido’ rootstock, and we analyzed the inheritance pattern of the WAA resistance Er1 gene in a segregant population derived from Malus pumila ‘M.9’ and ‘Maruba Kaido’ rootstocks. The self-incompatibility of S-RNase alleles S6S26 of ‘Maruba Kaido’ were also identified along with their inheritance pattern. We also confirmed the identification of the S1S3 alleles in the ‘M.9’ rootstock. To the best of our knowledge, this is the first study to characterize WAA resistance and RNase S-alleles in ‘Maruba Kaido’. Furthermore, we discuss the potential use of the genetic markers for these genes and their potential impact on apple breeding programs

Número de anteras por flor, grãos de pólen por antera e capacidade germinativa do pólen de diferentes cultivares de macieiras

O objetivo deste trabalho foi avaliar o número de anteras por flor, grãos de pólen por antera e capacidade germinativa do pólen de diferentes cultivares de macieiras. O trabalho foi executado no Laboratório de Fisiologia do Desenvolvimento e Genética Vegetal da Universidade Federal de Santa Catarina, e as coletas a campo foram realizadas na Epagri/Estação Experimental de Caçador-SC, em outubro de 2005. Foram utilizadas as seguintes cultivares comerciais de macieira desenvolvidas no Brasil: Primícia, Princesa, Fred Hough, Catarina, Baronesa, Lisgala, Suprema, Condessa, Daiane, Duquesa, Imperatriz e Joaquina. As cultivares de macieira Condessa, Princesa, Eva, Duquesa, Imperatriz, Gala, Fred Hough, Daiane, Baronesa e Suprema produzem pólen em quantidade suficiente e com boa capacidade germinativa. A cv. Condessa, embora apresente alta capacidade germinativa de pólen, produz menos anteras e grãos de pólen por antera que as demais. A cv. Princesa é a que apresenta o melhor perfil como polinizadora, por conjugar número de anteras/flor, número de grãos de pólen/antera e capacidade germinativa do pólen mais satisfatórios

Resistência genética dos acessos do banco de germoplasma de macieira da epagri à mancha foliar de glomerella (Colletotrichum gloeosporioides) Studies of the genetic resistance of the accesses of the bank of germoplasma of apple tree of epagri to the stain to foliate of glomerella (Colletotrichum gloeosporioides)

Uma das prioridades do Programa de Melhoramento Genético de Macieira da Epagri é a obtenção de cultivares resistentes à mancha foliar de glomerella - MFG, doença essa causada principalmente pela espécie Colletotrichum gloeosporioides, que tem causado elevadas perdas na produção. Os resultados obtidos neste estudo têm, dentre outras, a finalidade de subsidiar os programas de melhoramento genético da macieira na seleção de parentais, objetivando a incorporação de resistência genética à MFG nas futuras novas cultivares. Para tanto, o primeiro passo é a identificação de germoplasma portador dos genes de resistência. No presente trabalho, foram utilizados 3 isolados de C. gloeosporioides provenientes de diferentes regiões produtoras de maçã. Estes isolados foram inoculados em 245 acessos pertencentes ao Banco de Germoplasma de Macieira - BGM, da Epagri / Estação Experimental de Caçador - EECd, SC. Para a inoculação em tecido foliar, a concentração de conídios foi ajustada para 10³ esporos/mL. Após 72h de incubação, sob temperatura de 25ºC, foi realizada a avaliação da incidência para presença ou ausência de sintomas e para a severidade da doença. O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado, com três repetições. As diferenças de severidade entre os acessos foram testadas através da Anova não paramétrica Kruskal Wallis. Entre os acessos testados, 187 (76,3%) manifestaram resistência e 58 (23,7%) suscetibilidade à MFG. Entre as cultivares suscetíveis, não houve diferença no grau de severidade de ataque da MFG.One of the priorities at this moment of the apple tree genetic breeding program in the south of Brazil is the obtainment of resistant cultures to the Gala Leaf Spot (MFG) disease. This illness is caused mainly by the fungus Colletotrichum gloeosporioides, what has been causing great loss in the apple production. To solve this problem, the first step is to select the resistant germoplasm, that will supply the resistant genes. In this research we used 3 isolates of C. gloeosporioides from different apple producer locations, and 245 samples belonging to the Active Germoplasm Bank Apple Tree from the Experimental station of EPAGRI in Caçador, Santa Catarina. For the inoculation of the leaf tissue, the concentration of the conidia was adjusted to 10³ spore/ml. After 72 hours of incubation at 25ºC, were evaluated for the presence and absence of the symptom and its severity, through the diagrammatic scale. The experimental delineation was completely by randomized with 3 repetitions. The severity differences among the samples were tested through the Anova non-parametric Kruskal Wallis test. Among the tested samples, 185 were resistant and 32 susceptible. From those susceptible, there was not a difference in the severity degree of the MFG attack. The data obtained in this study can help in the choice of resistant samples, that could be used as a parentage in the genetic breeding programs of the apple tree, to obtain the resistance to this disease