Genetic and molecular analysis of mildew disease resistance in grapevine

The thesis aimed the genetic and molecular analysis of mildew disease resistance in grapevine. The following investigations were performed: i) construction of a genetic map and localisation of quantitative traits conferring resistance to powdery and downy mildew; ii)Integration of functional and structural resistance candidate genes into the genetic map; iii)Transcriptional analysis of grapevine after infection with powdery mildew and iv) Isolation and characterization of resistance gene family

Estimativa do plastocrono das videiras 'Cabernet Sauvignon' e 'Chardonnay' na Fronteira Oeste do Rio Grande do Sul

The objective of this work was to estimate the plastochron index of the 'Cabernet Sauvignon' and 'Chardonnay' grapevine varieties in Fronteira Oeste, in the state of Rio Grande do Sul, Brazil. The experiment was conducted in 2010, in a completely randomized design, using 'Cabernet Sauvignon' and 'Chardonnay' grapevines grown in the municipalities of Itaqui, São Borja, and Maçambará, which were referred to as sites 1, 2, and 3, respectively. Phenological monitoring of the varieties was done from the beginning of sprouting until the pruning of canes (green trimming). The daily thermal sum (dTS, ºC day) was calculated using the cardinal temperatures for node appearance in grapevines (10, 25, and 35ºC), whereas the accumulated thermal sum (aTS, oC day) was obtained by adding up the dTS. The plastochron index was estimated by the inverse of the angular coefficient of the linear regression between the number of nodes per cane and aTS. In all three sites, both 'Cabernet Sauvignon' and 'Chardonnay' required degree-days of 10°C and aTS of 810ºC to complete the cycle from the beginning of sprouting until the end of flowering. The estimated plastochron indexes of the 'Cabernet Sauvignon' and 'Chardonnay' grapevines, in Fronteira Oeste, in the state Rio Grande do Sul, were 40.4 and 49.7ºC day per node, respectively.O objetivo deste trabalho foi estimar o plastocrono das variedades de videira 'Cabernet Sauvignon' e 'Chardonnay' na Fronteira Oeste do Rio Grande do Sul. O experimento foi conduzido em 2010, em delineamento experimental inteiramente casualizado, com as videiras 'Cabernet Sauvignon' e 'Chardonnay' cultivadas nos municípios de Itaqui, São Borja e Maçambará, denominados locais 1, 2 e 3, respectivamente. Realizou-se o monitoramento fenológico das variedades desde o início da brotação até a realização da desponta dos ramos. A soma térmica diária (STd, oC dia) foi calculada a partir das temperaturas cardinais para o aparecimento de nós em videira (10, 25 e 35ºC), enquanto a soma térmica acumulada (STa, ºC dia) foi obtida pela soma da STd. O plastocrono foi estimado pelo inverso do coeficiente angular da regressão linear entre o número de nós por sarmento e a STa. Nos três locais, tanto 'Cabernet Sauvignon' como 'Chardonnay' necessitaram de graus-dia de 10°C e STa de 810°C para completar o ciclo desde o início da brotação até o fim da floração. Os plastocronos estimados das variedades 'Cabernet Sauvignon' e 'Chardonnay', na Fronteira Oeste do Rio Grande do Sul, foram de 40,4 e 49,7ºC dia por nó, respectivamente

Phenology and thermal accumulation in grapevines in the Fronteira Oeste region of Rio Grande do Sul, Brazil

O objetivo deste trabalho foi avaliar a exigência térmica, obtida por diferentes métodos de cálculo, para caracterizar a fenologia das videiras (Vitis vinifera) 'Cabernet Sauvignon', 'Tannat', 'Ruby Cabernet' e 'Merlot', cultivadas na Fronteira Oeste do Rio Grande do Sul. O desenvolvimento fenológico foi acompanhado durante cinco safras – 2005/2006 a 2009/2010. As temperaturas mínimas e máximas do ar foram coletadas diariamente e foram testados oito métodos de soma térmica: M1.1, M1.2 e M1.3, que utilizaram somente a temperatura base inferior (10°C); M2.1 e M2.2, que consideraram também a temperatura ótima de desenvolvimento de 25°C; e M3.1, M3.2 e M3.3 que, além das anteriores, utilizaram 35°C como temperatura base superior do desenvolvimento. Estes métodos foram comparados pelo erro‑padrão das estimativas de soma térmica. O teste SNK foi utilizado para a comparação da exigência térmica entre as cultivares. O método M3.3 foi o que melhor simulou o desenvolvimento em 'Tannat' e 'Merlot' (1.823,1 e 1.780,8 graus‑dia respectivamente). No entanto, o menor desvio foi obtido em 'Cabernet Sauvignon' e 'Ruby Cabernet', pelo método M3.1 (1.958,9 e 1.944,8 graus‑dia respectivamente). Os métodos que empregaram as três temperaturas cardinais apresentaram maior precisão. 'Tannat' e 'Merlot' são as cultivares de videira que apresentam a menor exigência térmica para completar o ciclo.The objective of this work was to evaluate the thermal requirement, obtained by different thermal time calculation methods, to characterize the grapevine (Vitis vinifera) phenology of 'Cabernet Sauvignon', 'Tannat', 'Ruby Cabernet', and 'Merlot' grown in the Fronteira Oeste region, of the state of Rio Grande do Sul, Brazil. The phenological development was followed for five seasons – 2005/2006 to 2009/2010. Minimum and maximum air temperatures were recorded daily, and the following eight thermal time methods were tested: M1.1, M1.2, and M1.3, which use only the down threshold temperature (10°C); M2.1 and M2.2, which also consider 25°C as the optimum temperature for development; and M3.1, M3.2, and M3.3, which, besides using the prior temperatures, consider 35°C as the upper threshold temperature of development. These methods were compared using the standard error (SE) estimates of accumulated heat. The SNK test was used to compare the thermal requirement between cultivars. M3.3 was the method that best simulated 'Tannat' and 'Merlot' development (1,823.1 and 1,780.8 degree‑day respectively). However, the least deviation was obtained in 'Cabernet Sauvignon' and 'Ruby Cabernet' using the M3.1 method (1,958.9 and 1,944.8 degree‑ day respectively). Methods employing the three cardinal temperatures showed greater accuracy. 'Tannat' and 'Merlot' are the cultivars that show the lowest thermal requirement to complete the cycle

Phenology and viticultural performance of different fungus-resistant grapevine advanced selections at three different altitudes in southern Brazil

Abstract The objective of this work was to characterize the phenology and the viticultural performance of advanced selections of grapevines resistant to fungal diseases obtained by the Julius Kühn Institute, Institute for Grapevine Breeding Geilweilerhof. The experiment was conducted in three different grape-growing regions of Santa Catarina State, Brazil, in the municipalities of Videira (840 m), São Joaquim (1110 m) and Curitibanos (1000 m) during the seasons of 2018/2019 and 2019/2020. The advanced selections evaluated were the reds Gf.2004-043-0010 (Gf.10), Gf.2004-043-0013 (Gf.13), Gf.2004-043-0021(Gf.21) and the white Gf.2004-043-0004 (Gf.04). We found that pyramided loci Rpv1+Rpv3.1 and Run1+Ren3 were present, which confer resistance to downy mildew and powdery mildew, respectively. The phenological stages events evaluated were budbreak, full bloom, veraison and maturity. The productive variables evaluated were fertility index, number of clusters, cluster weight and yield. Technological maturity parameters were soluble solids, total acidity and pH. To understand the relationship between the variables and whether these relationships changed depending on the cultivation environment the Multi-Trait Genotype–Ideotype Distance Index was used to rank the genotypes based on the analyzed traits. For most selections, the budbreak occurred in the second half of September; full bloom occurred from late October to mid-November; the veraison occurred between the end of December and mid-January; and maturity occurred between the end of January and February. The earliest budbreak occurred in the vineyard located at the highest altitude (1110 m - São Joaquim), while the earliest full bloom, veraison and maturity occurred in the lowest altitude vineyard (840 m – Videira). All selections produced grapes with adequate concentrations of pH and total acidity to produce quality wines. Except for Gf.13, all selections produced grapes with levels of soluble solids suitable to produce quality wines. Based on the Multi-Trait Genotype–Ideotype Distance Index (MGIDI) the selections Gf.13 and Gf.10 are the most promising genotypes for the Videira region (840 m) and Gf.10 is the most promising genotype for the regions of higher altitude, 1000 m and 1110 m

Marker-assisted pyramiding of resistance loci to grape downy mildew

O objetivo deste trabalho foi o emprego da seleção assistida por marcadores moleculares para piramidação dos locos de resistência Rpv1 e Rpv3.1, em videira (Vitis vinifera), e avaliar o nível de resistência conferido por eles contra isolados brasileiros de míldio (Plasmopara viticola). Uma progênie de 23 plantas, com segregação para os dois locos de resistência, foi obtida do cruzamento entre os genótipos Gf2000-305-122 e Gf.Ga-52-42. A progênie foi genotipada com quatro marcadores microssatélites e fenotipada, quanto à resistência a P. viticola, em discos foliares. A análise molecular identificou seis plantas com os locos Rpv1 e Rpv3.1 piramidados. Plantas com os locos Rpv1 + Rpv3.1, Rpv3.1 e Rpv1 apresentaram 12,8, 30,0 e 33,1 esporangióforos por disco foliar, respectivamente. As plantas sem locos de resistência tiveram esporulação densa. A análise fenotípica da expressão dos dois locos piramidados foi confirmada somente para quatro plantas que mostraram o maior nível de resistência, isto é, média de 1.8 esporangióforos. Desenvolveu-se uma metodologia de alto rendimento para a piramidação dos locos Rpv1 e Rpv3.1, que confirmou o aumento da resistência a P. viticola. O material genético superior selecionado apresenta alta resistência ao míldio e elevado potencial enológico para o melhoramento da videira no Brasil.The objective of this work was to use a marker-assisted selection for pyramiding the resistance loci Rpv1 and Rpv3.1 in grapevine (Vitis vinifera), and to evaluate their conferred resistance against Brazilian downy mildew (Plasmopara viticola) isolates. A progeny of 23 plants, segregating for the two resistance loci, was obtained by the cross between the Gf 2000-305-122 and Gf.Ga-52-42 genotypes. The progeny was genotyped with four microsatellite markers and phenotyped for resistance to P. viticola using a bioassay with leaf discs. Six plants containing the Rpv1 and Rpv3.1 pyramided loci were identified by the molecular analysis. Plants harboring the Rpv1 + Rpv3.1, Rpv3.1, and Rpv1 loci showed 12.8, 30.0, and 33.1 sporangiophores per leaf disc, respectively. Plants with no resistance loci showed a dense sporulation. The phenotypic analysis of the expression of the two pyramided loci was only confirmed for four plants that showed the highest resistance level, i.e., mean value of 1.8 sporangiophores. A high-throughput method for pyramiding the Rpv1 and Rpv3.1 loci was developed, which confirmed the increased resistance to P. viticola. The selected elite genetic material shows a high resistance to downy mildew and elevated enological potential for grapevine breeding in Brazil

A Experimentação como possibilidade de contemplar a interdisciplinariedade

Esta dissertação foi recuperada do repositório Centro Universitário UNIVATES, não contendo, portanto, quaisquer alterações em sua descrição

Distorção de segregação mendeliana e mapeamento de loco de resistencia a TSWV utilizando marcadores microssatélites em um cruzamento interespecífico de pimenta (Capsicum annuum L.x C.chinese L.)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias. Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais.O presente trabalho objetiva a construção de um mapa genético baseado numa população de mapeamento composta de 93 indivíduos F2, resultantes do cruzamento interespecífico entre a linhagem CNPH-679 (C. chinense), resistente à doença virótica "tomato spotted wild virus" (TSWV), e a linhagem suscetível AG-672 (C. annuum). Dos 229 pares de iniciadores microssatélites que foram utilizados para genotipar os genitores, 160 (69,9%) revelaram polimorfismo, 51 (22,3%) revelaram monomorfismo e 18 (7,8%) amplificaram apenas em C. annuum. Dentre os marcadores polimórficos, 127 foram empregados para genotipar a população de mapeamento, sendo que destes, 97 puderam ser interpretados. Estes marcadores foram submetidos ao teste do X2, demonstrando que 88,7% dos marcadores apresentaram distorção de segregação em relação à proporção Mendeliana esperada 1:2:1 (p<0,01). Apesar da elevada distorção de segregação, os 97 marcadores foram utilizados na construção do mapa genético, dos quais 89 foram ordenados em seis grupos de ligação. O comprimento total do mapa obtido foi de 220,6 cM, correspondendo a apenas 9,73% a 14,73% do comprimento total estimado para o genoma de Capsicum. O baixo comprimento total do presente mapa é resultado, em parte, do elevado número de marcadores microssatélites (46) que agruparam em pontos específicos, geralmente intermediários, dos grupos de ligação. Quando considerados apenas os alelos amplificados, na população de mapeamento, pelos marcadores que foram localizados em pontos diferentes dos grupos de ligação, o teste do X2 desvendou um desvio de segregação em favor do genitor C. chinense, sendo que, 56% dos alelos amplificados foram doados por este (p<0,01). A análise individual destes marcadores revelou que pelo menos oito regiões genômicas estão associadas com a distorção de segregação e a direção dos desvios de segregação é variável de acordo com a região analisada. Três destas regiões são afetadas pela seleção gamética, sendo duas em favor do alelo C. chinense e uma em favor do alelo C. annuum. As cinco regiões restantes foram influenciadas pela seleção zigótica, três delas favoráveis aos indivíduos heterozigotos, uma favorável aos indivíduos com genótipo C. annuum e uma favorável aos indivíduos com os genótipos C. chinense e heterozigoto, simultaneamente. Com o estudo observou-se ainda uma evidência significativa de ligação entre o marcador microssatélite CA50 e o loco Tsw, que confere resistência ao vírus TSWV, com distância genética estimada em 18 cM