ABSTRACT Passiflora cincinnata Mast. is a wild passion fruit species widely distributed in Brazil, with diverse economic potential and source of resistance to biotic and abiotic stress factors. Despite this, molecular genetic studies on this species are incipient, which limits the definition of priority regions for conservation and identification of accessions to be prospected for germplasm banks and inserted in genetic improvement programs. Thus, this study aimed to characterize the structure and genetic diversity of P. cincinnata accessions using inter simple sequence repeat (ISSR) markers. The study was carried out using leaf samples from 213 accessions of P. cincinnata, with 158 accessions from six natural populations (collectively considered in this study as a hypothetical metapopulation) in the state of Bahia, Brazil, and the other 55 accessions from two collections of Embrapa Cerrados and Embrapa Cassava & Fruits active germplasm banks (AGBs). Genetic estimates were based on an analysis of the amplification profile of 12 ISSR primers. Descriptive statistics analysis and the polymorphic information content (PIC) and expected heterozygosity (He) estimates were carried out using the GENES software. Approaches based on the Bayesian model, principal coordinate analysis (PCoA), and analysis of molecular variance (AMOVA) were used to assess the genetic structure. Passiflora cincinnata populations/collections showed high polymorphism rates. The metapopulation showed 25.3% of private markers/alleles. The metapopulation is structured in at least three genetic groups, while AGBs in two genetic groups. AMOVA indicated higher diversity within populations, with low differentiation between them.

Abstract Interspecific crosses between the more than 520 Passiflora species may or may not be compatible. The sequences ITS, matK, psbA-trnH, rbcL and trnL-F were used to confirm species identity and to estimate the genetic distances among 48 Passiflora accessions of a germplasm bank. Twenty species were used for crosses within and between distinct Passiflora subgenera. The phylogenetic resolution based on ITS data was superior to that of any single chloroplast marker, recommending it as a DNA barcode for this genus. However, the tree topology based on Bayesian phylogenetic analysis using the combination of the four chloroplast markers possessed greater support for subclades within the subgenus Passiflora, which contains more species of interest for breeders. We could not identify a clear cutoff value of pairwise Kimura two-parameter (K2P) distances to predict success or failure of crosses. Rather, the clustering of species pairs together within the same or closely related phylogenetic subclades predicted the probability of wide cross compatibility more reliably.

Common bean is an economically, nutritionally, and socially important crop. It is grown in distinct regions and different seasons around the world by subsistence level farmers with low-technology input as well as by farmers that use high input technologies. One important factor that can limit the bean growing and drastically affect grain yields is the high number of destructive pathogens that attack and cause serious damage to the crop. Among them is bean rust, incited by the fungus Uromyces appendiculatus. This disease is distributed throughout the world, but it effectively causes major production problems in humid tropical and subtropical regions. In Brazil, rust causes major losses in south, southeast, and central regions of the country. Bean rust control by resistant cultivars is an easy and economical strategy to be used in association to other rust management practices. Pyramiding of different race-specific resistance genes in association with other genes conferring adult plant resistance, slow rusting, and reduced pustule size can prolong the lifespan of a common bean cultivar by creating a more durable resistance complex against the rust pathogen. This review manuscript presents an overview on bean rust and reports some breeding efforts aiming to develop rust resistant cultivars in Brazil.

Objetivou-se neste trabalho estudar a diversidade genética entre isolados das três principais espécies do gênero Phytophthora causadoras da podridão-parda do cacaueiro (Theobroma cacao) no Brasil, utilizando marcadores moleculares RAPD. Foram utilizados 22 isolados de Phytophthora spp., sendo oito de P. capsici, cinco de P. palmivora e nove de P. citrophthora. DNA genômico de cada isolado foi extraído e amplificado utilizando-se sete "primers" decâmeros, os quais geraram 191 marcadores RAPD. Distâncias genéticas e análises de agrupamento realizadas com base nestes marcadores permitiram uma diferenciação clara dos isolados de cada espécie e mostraram diferentes níveis de diversidade intra-específica. Ficou evidente o potencial dos marcadores RAPD como uma ferramenta auxiliar na classificação dos isolados e, também, em estudos de diversidade genética intra-específica.

This paper deals with the study of the genetic diversity of the three most important species of Phytophthora causing cacao (Theobroma cacao) black pod disease in Brazil. RAPD molecular markers were used to study the genetic diversity among eight isolates of P. capsici, five of P. palmivora and nine of P. citrophthora. Genomic DNA of each isolate was extracted and amplified using seven decamer primers which generated 191 RAPD markers. The genetic distances and cluster analysis based on these molecular markers made it possible to differentiate the isolates of each species and showed different levels of intraspecifc variation. These results confirm the potential of RAPD markers as an auxiliary tool for the classification of Phytophthora spp. isolates and also to study intraspecific genetic variability.

A produção de massa micelial é o primeiro passo para obter amostras de DNA de qualidade e quantidade suficiente para análises moleculares. Neste trabalho, objetivou-se analisar a quantidade e a qualidade do DNA de Crinipellis perniciosa extraído a partir de massa micelial obtida em quatro meios de cultura. Foi avaliado o peso de micélio liofilizado produzido nos seguintes meios de cultura: 1. extrato de levedura (2,5%); 2. extrato de malte (2,5%); 3. BD (batata 20% e dextrose 2%) e 4. extrato de malte + BD (50% de cada meio). O crescimento micelial foi iniciado a partir de um disco de micélio colocado no centro de placas de Petri de 90 mm contendo o meio testado e mantidas a 25 ºC e fotoperíodo de 12 h, por dez dias. Foi utilizado o DIC com dez repetições. O micélio produzido foi liofilizado e o DNA extraído utilizando-se o método do SDS com a desproteinização feita com ou sem fenol. A pureza do DNA baseada na relação A260/A280 e a integridade em gel de agarose 0,8% foram analisadas. A quantidade de micélio produzida nos meios de cultura 1 e 4 foi maior do que nos meios 2 e 3. O DNA extraído a partir de micélio produzido nos meios 2 e 3 apresentou maior integridade, obtendo-se produtos de amplificação mais nítidos. A desproteinização com fenol possibilitou a extração de DNA mais puro. Porém, DNA de ótima qualidade e em quantidade suficiente pode ser extraído a partir de micélio produzido em meios baratos como o BD, sem a necessidade da desproteinização com fenol.

Mycelial production is the first step in getting good quality and quantity of DNA samples for molecular analysis. The objective of this work was to analyse the quantity and quality of DNA extracted from Crinipellis perniciosa mycelial mass obtained on four culture media. The lyophilized mycelial mass weight was evaluated in the following culture media: 1. yeast extract (2.5%); 2. Malt extract (2.5%); 3. PD (potato 20% and dextrose 2%) and 4. malt extract + PD (50% of each culture media 2 and 3). Mycelial growth was produced by depositing of a mycelial disk in the center of 90 mm Petri dishes containing each culture medium. The dishes were kept in a BOD incubator at 25 ºC under a photoperiod of 12 h, for ten days. The experiment was organized in complete random design with ten repetitions. The DNA was extracted from 250mg of lyophilizated mycelial mass using the SDS method with desproteinization carried out either with or without phenol. The DNA purity based on the absorbance A260/A280 and the DNA integrity in agarose gel 0,8% were analyzed. The quantity of mycelial mass-produced on culture media 1 and 4 was larger than on culture media 2 and 3. The DNA extracted from the mycelial mass produced in culture media 2 and 3 demonstrated greater integrity, yielding good amplification products. The DNA purity was higher after desproteinization with phenol. However, good quality and abundant DNA could be extracted from the mycelial mass produced in PD, even without desproteinization with phenol.

Phytophthora capsici é uma espécie onívora com vários hospedeiros cultivados na Bahia. Variações morfológicas ocorrem entre isolados de cacaueiro (Theobromae cacao), seringueira (Hevea brasiliensis) e pimenta-do-reino (Piper nigrum), todos classificados como P. capsici. Utilizaram-se marcadores RAPD e reações de patogenicidade para estudar a diversidade genética dentro desta espécie. Foram analisados 22 isolados sendo, oito de cacau, oito de seringueira, três de pimentão (Capsicum annuum) (dois antigos e um recente), um de abóbora (Cucurbita moschata), um de tomate (Lycopersicon esculentum) e um de pimenta-do-reino. Os isolados de pimentão, abóbora e tomate foram obtidos em Minas Gerais, o de pimenta-do-reino no Pará e, os demais, na Bahia e Espírito Santo. O DNA genômico de cada isolado foi extraído e amplificado utilizando-se oito primers decâmeros, os quais geraram 123 marcadores RAPD. Distâncias genéticas e análises de agrupamento permitiram a diferenciação de três grupos: o primeiro formado por isolados de cacaueiro, o segundo por sete dos oito isolados de seringueira e o terceiro por dois isolados de pimentão (antigos). Os isolados de tomate, pimenta-do-reino, pimentão (recente), o de abóbora e um de seringueira mostraram-se distantes geneticamente dos demais. Inoculações em frutos de cacau, seringueira, tomate e pimentão, com e sem ferimento, mostraram que o isolado de seringueira que não agrupou com os demais foi o menos virulento dos isolados testados, não causando lesões em frutos de seringueira sem ferimento. Frutos de pimentão só foram infetados por isolados de tomate e pimentão, enquanto os frutos de cacau foram infetados por todos os isolados testados. A manutenção de todos os grupos dentro de P. capsici é discutida.

Phytophthora capsici is an omnivorous species and some of its hosts are cultivated in the state of Bahia. Morphological variations have been observed among isolates of P. capsici from rubber trees (Hevea brasiliensis), cacao (Theobromae cacao) and black pepper (Piper nigrum). RAPD markers and pathogenicity were used to study the genetic diversity within 22 isolates of the species. Eight isolates came from cacao, eight from rubber trees, three from green pepper (Capsicum annuum) (two collected earlier and one collected recently), and one each from black pepper, pumpkin (Cucurbita moschata) and tomato (Lycopersicon esculentum). Isolates from green pepper; pumpkin and tomato came from the State of Minas Gerais; the black pepper isolate was from the State of Pará; and the others from the States of Bahia and Espírito Santo. The genomic DNA of each isolate was extracted and amplified using eight decamer primers that generated 123 RAPD markers. Based on genetic distances and cluster analysis three groups were differentiated: one formed by cacao isolates, another by seven out of the eight rubber isolates and the third formed by the two earlier isolates of green pepper. Isolates of tomato, black pepper (recent), pumpkin, and one of rubber were genetically far from each other. Inoculations on fully developed but unripe fruits of cacao, rubber, tomato and green pepper, wounded or not, showed a rubber tree isolate that did not group with the others, infecting only wounded rubber pods. Only tomato and black pepper isolates infected green pepper fruits while all isolates tested infected cacao pods. The maintenance of all groups within P. capsici is discussed.

Trichoderma stromaticum é um fungo antagonista a Crinipellis perniciosa, agente causal da vassoura-de-bruxa do cacaueiro (Theobroma cacao). Estromas periteciais de Hypocrea sp. formaram-se sobre a superfície de frutos mumificados e vassouras secas de cacaueiros em áreas onde T. stromaticum tinha sido pulverizado, experimentalmente, no controle biológico de C. perniciosa. Ascósporos obtidos dos estromas de Hypocrea sp. originaram colônias idênticas às de T. stromaticum. DNA genômico de colônias provenientes de ascósporos desta Hypocrea sp., de conídios de T. stromaticum e de Fusarium sp. (controle negativo) foi extraído e amplificado com oito "primers" decâmeros para obtenção de marcadores RAPD. Observaram-se similaridades genéticas de 0,82 a 0,96 entre os isolados ascospóricos e conidiais com base nos marcadores RAPD e de 0,06 a 0,09 entre estes e o isolado de Fusarium sp. O teleomorfo de T. stromaticum é denominado H. stromatica Bezerra, Costa & Bastos sp. nov.

Trichoderma stromaticum is a fungal antagonist to Crinipellis perniciosa, causal agent of cacao (Theobroma cacao)witches' broom disease. Peritecial stromata of a Hypocrea species developed on the surface of mummified pods and dried brooms of cacao, in areas where T. stromaticum had been applied, experimentally, as a biological agent to control C. perniciosa. Ascospores obtained from this Hypocrea sp. gave rise to colonies identical to those of T. stromaticum. Genomic DNA from cultures developed from ascospores of this Hypocrea sp., conidia of T. stromaticum and Fusarium sp. (negative control) was extracted and amplified with eight decamer primers to obtain RAPD markers. Genetic similarities from 0.82 to 0.96 were observed between ascosporic and conidial isolates based on RAPD markers, and from 0.06 to 0.09 between these and the Fusarim sp. isolate. The teleomorph of T. stromaticum is, thus, proposed as H. stromatica Bezerra, Costa & Bastos sp. nov.

Objetivou-se neste trabalho propor uma metodologia para a utilização de marcadores RAPD como uma ferramenta auxiliar na classificação de isolados de Phytophthora spp. causadores da podridão-parda do cacaueiro (Theobroma cacao) no Brasil. Existe uma necessidade constante de monitorar populações de Phytophthora spp. nas regiões cacaueiras do Brasil e a tarefa de classificação dos isolados é difícil e demorada. Com base em estudos de diversidade genética de isolados de Phytophthora capsici, P. palmivora e P. citrophthora por meio de marcadores RAPD, foram escolhidos três isolados de cada espécie como padrões e dois "primers" decâmeros mais informativos na diferenciação das espécies (OPA 13 e OPH 18). O DNA genômico dos isolados padrões e de três isolados não classificados foi extraído e amplificado, utilizando-se os dois "primers" decâmeros mais informativos. Os padrões de marcadores RAPD obtidos permitiram uma diferenciação visual clara dos isolados de cada espécie e mostraram-se úteis na classificação de isolados de Phytophthora spp. A metodologia proposta já está sendo utilizada no Centro de Pesquisas do Cacau, solucionando eventuais dúvidas resultantes da caracterização morfológica dos isolados.

This work proposes the use of RAPD markers as an auxiliary tool for the classification of Phytophthora spp. isolates, causal agents of black pod, an important disease of cacao (Theobroma cacao) in Brazil. The monitoring of Phytophthora spp. populations in the cacao growing areas of Brazil requires constant identification of isolates, which is a time consuming task. Based on genetic diversity studies of isolates of P. capsici, P. Citrophthora, and P. palmivora using RAPD markers, three standard isolates of each species were selected. The two most informative decamer-primers for differentiation of species (OPA 13 and OPH 18) were also selected. The genomic DNA of the three standard isolates of each species and of three unknown isolates were extracted and amplified using the selected decamer-primers. The RAPD markers obtained allowed the differentiation of isolates of each species and were a useful auxiliary tool for the classification of Phytophthora spp. isolates. The methodology proposed has been used at the Cocoa Research Center, solving eventual doubts resulting from the morphological characterization of isolates.

A organização de diferentes genes de resistência da cultivar Ouro Negro de feijoeiro-comum (Phaseolus vulgaris) à ferrugem, antracnose e mancha-angular foi estudada com o auxílio de marcadores moleculares. Uma população de 154 linhas endogâmicas recombinantes (RIL's) obtidas do cruzamento entre as cultivares Ouro Negro e Rudá foram inoculadas com sete raças fisiológicas de Uromyces appendiculatus, três de Colletotrichum lindemuthianum, e quatro de Phaeoisariopsis griseola. Amostras de DNA de cada uma das RIL's foram amplificadas via PCR utilizando 70 diferentes primers. A análise da segregação da resistência à ferrugem, antracnose e mancha-angular na população de 154 RIL's revelou diferentes modos de herança para a resistência a cada uma das raças fisiológicas. A análise de ligação genética revelou que os diferentes genes de resistência à ferrugem e à antracnose estão no mesmo grupo de ligação. Os genes de resistência à mancha-angular também foram mapeados juntos, porém em outro grupo de ligação. Verificou-se neste trabalho que a utilidade dos marcadores RAPD, previamente identificados como ligados a genes de resistência do feijoeiro a doenças foi restrita. Apenas cinco dos 38 marcadores moleculares testados foram validados na população de RIL's como ligados aos genes de resistência à ferrugem e à antracnose. Três novos marcadores (OBA16(669) e OBA16(583) a 10,4 cM em acoplamento e OAD9(3210) a 13,9 cM em repulsão) ligados ao bloco gênico de resistência da cultivar Ouro Negro à mancha-angular foram identificados.

Molecular markers were used to study the organization of rust, anthracnose and angular leaf spot resistance genes in common bean (Phaseolus vulgaris) Ouro Negro cultivar. A segregant population of 154 recombinant inbred lines (RIL´s) from the crossing between Ouro Negro and Rudá cultivars was inoculated under controlled conditions with seven races of Uromyces appendiculatus, three of Colletotrichum lindemuthianum and four of Phaeoisariopsis griseola. DNA samples of each RIL were amplified by polymerase chain reaction using 70 decamer primers. Segregation analysis of rust, anthracnose and angular leaf spot resistance suggested specific resistance inheritance to each physiologic race. Genetic linkage analysis revealed the grouping of different rust and anthracnose resistance genes in the same linkage group. Angular leaf spot resistance genes also were mapped together, but in another linkage group. The utility of RAPD markers linked to common bean resistance genes, previously identified in the literature, was restricted. Only five out of 38 molecular markers tested were validated on the RIL´s population as linked to rust and anthracnose resistance genes. Three new molecular markers (OBA16(669) and OAB16(583) to 10.4 cM in coupling and OAD93210 to 13.9 cM in repulsion) were identified that are linked to to the angular leaf spot resistance gene block in Ouro Negro cultivar.

A identificação de fontes de resistência é uma etapa básica em programas de melhoramento que visam o desenvolvimento de cultivares resistentes a doenças. Neste trabalho, foram inoculadas, sob condições controladas, oito linhagens de feijoeiro-comum (Phaseolus vulgaris) desenvolvidas pelo Departamento de Agricultura dos Estados Unidos, com quatro raças conhecidas de Uromyces appendiculatus coletadas no estado de Minas Gerais, Brasil. A cultivar Ouro Negro foi utilizada como padrão de resistência e US Pinto 111 (suscetível universal) como padrão de suscetibilidade. Foi avaliada a freqüência de infecção (FI) e estimado o tamanho médio das pústulas (TMP). As linhagens BelMiDak-RMR-12 e BelMiDak-RR-3 destacaram-se como as mais resistentes, apresentando, para todas as raças, apenas pústulas (com diâmetro < 300mim) na face abaxial da folha. As linhagens BelDakMi-RMR-10 e BelNeb RR-2 apresentaram baixa FI média e foram resistentes a quatro e três raças, respectivamente. A linhagem BelDak-RR-2, apesar de sua resistência a todas as raças, apresentou uma FI média relativamente alta. As linhagens BelMiNeb-RMR-3 e BelDakMi RR-7 também foram resistentes às quatro raças testadas, porém apresentaram alta FI média e algumas pústulas com diâmetro maior que 300 mim. A linhagem BelDakMi-RMR-11 foi resistente às raças 45, 46 e 49 e moderadamente resistente à raça 52. A cultivar Ouro Negro foi resistente às quatro raças, com um nível de resistência igual às melhores linhagens norte americanas.

Identification of resistance sources is a basic step in breeding programs aiming at the development of disease resistant cultivars. In this work, eight common bean (Phaseolus vulgaris) lines resistant to rust developed by the US Department of Agriculture were inoculated under controlled conditions with four races of Uromyces appendiculatus collected from the State of Minas Gerais, Brazil. Cultivars Ouro Negro and US Pinto 111 were used as resistant and suscetible standards, respectively. Infection frequency (IF) and average pustule diameter (APD) were determined. Lines BelMiDak-RMR-12 and BelMiDak-RR-3 were the most resistant. All four races showed few small pustules (< 300 mum) only on the abaxial leaf surface. Lines BelDakMi-RMR-10 and BelNeb RR-2 presented low IF and were considered resistant to four and three races, respectively. Line BelDak-RR-2 was resistant to all four races but showed a relatively high IF. Lines BelMiNeb-RMR-3 and BelDakMi RR-7 were also resistant to all races tested, however they showed high average IF and some pustules were larger than 300 mum. Line BelDakMi-RMR-11 was resistant to races 45, 46 and 49 and moderately resistant to race 52. 'Ouro Negro' was resistant to all four races, with IF and APD values similar to those of the most resistant North American lines.

Foram inoculadas 17 cultivares de feijoeiro-comum (Phaseolus vulgaris) recomendadas para plantio em Minas Gerais com cinco patótipos (6, 7, 9, 10 e 12) de Uromyces appendiculatus e cinco (63.55, 31.23, 63.39, 31.55 e 63.23) de Phaeoisariopsis griseola. Foi conduzido um ensaio separadamente para cada um dos patótipos dos dois patógenos, totalizando 10 ensaios. Nos ensaios de ferrugem foi avaliada a freqüência de infecção (FI) e estimado o tamanho médio das pústulas (TMP) e, nos ensaios de mancha-angular foram avaliados os sintomas utilizando uma escala de notas variando de 1 a 9. A maioria das cultivares se mostrou suscetível a pelo menos três dos cinco patótipos de ferrugem. As cultivares mais suscetíveis foram Roxo 90 e Meia Noite e a mais resistente foi a Ouro Negro, a qual apresentou proteção completa aos cinco patótipos testados. Com relação à mancha angular, além do Roxo 90, as cultivares Carioca MG, Pérola, Carioca 1030 e Aporé, extensivamente plantadas em Minas Gerais, foram altamente suscetíveis. As cultivares Ouro Negro e EMGOPA 201-Ouro apresentaram genes de resistência a diferentes patótipos e a combinação desses genes em uma nova cultivar resultaria em resistência a todos os patótipos testados.

Seventeen common bean cultivars recommended for Minas Gerais state, Brazil, were inoculated with five pathotypes (6, 7, 9, 10 and 12) of Uromyces appendiculatus and five pathotypes (63.55, 31.23, 63.39, 31.55 and 63.23) of Phaeoisariopsis griseola. Five experiments were carried out for each pathogen. For rust, infection frequency (IF) and average pustule size (APS) were estimated. Angular leaf spot symptoms were evaluated using a 1 to 9 grading scale. The majority of the cultivars were susceptible to at least three pathotypes of U. appendiculatus. The most susceptible cultivars to rust were Roxo 90 and Meia Noite, and the most resistant was Ouro Negro, which was immune to all pathotypes tested. Roxo 90, Carioca MG, Pérola, Carioca 1030 and Aporé, which are extensively planted in Minas Gerais State, were widely susceptible to angular leaf spot. Cultivars Ouro Negro and EMGOPA 201-Ouro harbor resistance genes to different pathotypes of P. griseola and, the combination of these genes in a new cultivar would result in resistance to all tested pathotypes.