RESUMO A detecção e identificação molecular de vírus são fundamentais para se definir estratégias de controle de viroses, tendo uma importancia crucial para vírus transmitidos por moscas-brancas. Plantas de algodoeiro (Gossypium) com sintomas de mosaico e redução de produtividade foram observadas em cultivares comerciais (G. hirsutum) e em acessos do banco de germoplasma de algodão da Embrapa mantidos em campo (G. hirsutum, G. barbadense, G. mustelinum). A extração de DNA a partir de plantas com sintomas de mosaico e clorose internerval e amplificação do genoma de begomovírus com primers degenerados e universais mostrou a associação com um begomovírus. Este vírus foi identificado como um isolado de sida micrantha mosaic virus (SiMMV) por sequenciamento do amplicon. O vírus não pode ser transmitido para algodão por mosca-branca (Bemisia tabaci MEAM1) quando plantas de algodão foram usadas como fonte de inóculo, em casa de cultivo protegido, sugerindo uma complexa interação entre vírus, plantas e vetores.

ABSTRACT Detection and molecular identification of viruses are fundamental to define control strategies against viral diseases, particularly for whitefly-transmitted viruses. Cotton (Gossypium) plants showing leaf mosaic symptoms and yield reduction were observed in commercial cultivars (G. hirsutum) and in plants of the cotton germplasm collection of Embrapa maintained in the field (G. hirsutum, G. barbadense, G. mustelinum). DNA was extracted from cotton plants with symptoms of mosaic and interveinal chlorosis, and a begomovirus-specific genome was amplified with degenerated universal primers, which indicated their association with a begomovirus. This virus was identified as an isolate of sida micrantha mosaic virus (SiMMV) after the amplicon sequencing. The virus could not be transmitted by whiteflies (Bemisia tabaci MEAM1) to cotton plants when the latter were used as inoculum source under protected cultivation house, suggesting a complex interaction among viruses, plants and vectors.

RESUMO A bacia Amazônica é um centro de diversidade de Gossypium barbadense e a estratégia de manutenção desse recurso genético depende do conhecimento da diversidade da espécie mantida no Estado do Amazonas. Em 2012 e 2014 plantas desta espécie foram coletadas em dez municípios na região centro-leste do Estado. A diversidade molecular por marcadores microssatélites foi mensurada para 50 amostras da coleta de 2012. A diversidade morfológica de 24 plantas coletadas em 2014 foi medida ex situ e comparada com a de 50 amostras desta e de outras variedades de algodão de outros estados do Brasil. A maioria das plantas do Amazonas apresentou folhas arroxeadas (82%), associadas a uso medicinal, e sementes unidas, do tipo rim-de-boi (78%). A análise morfológica ex situ mostrou que G. barbadense coletado no estado do Amazonas: i) tem maior similaridade com plantas da mesma espécie de outros estados da Região Norte do Brasil e ii) se agrupam entre si de forma diferenciada das plantas de outros estados. A diversidade molecular (H = 0,41) e morfológica (H = 0,38 ± 0,02) entre os acessos foi considerada intermediária. Nosso estudo indica o caráter distintivo dos algodões amazônicos, e contribui para demonstrar o poder de discriminação de variáveis multicategóricas.

ABSTRACT The Amazon Basin is a center of diversity of Gossypium barbadense and the strategy for conservation of this genetic resource depends on the knowledge of the diversity maintained in Amazonas State. During two expeditions, in 2012 and 2014, plants were collected in ten municipalities in the state of Amazonas, in the central Brazilian Amazon region. The molecular diversity was estimated by SSR markers for 50 samples collected in 2012. The morphological diversity of 24 plants collected in 2014 was assessed ex situ and compared to that of 50 plants of the same and other cotton varieties from other Brazilian states. Most of plants evaluated in situ in Amazonas had purple petioles and veins (82%), associated to medicinal use, and kidney seeds (78%). The ex situ morphological analysies showed that G. barbadense plants from the Amazonas state: i) presented higher similarity to cotton plants from other northern Brazilian states, and ii) were grouped separately from those of other northern Brazilian states by descriptor analysis. Both the molecular (H=0.41) and morphological (H=0.38±0.02) diversity among the collected plants was considered intermediary. Our study indicates the distinctiveness of Amazon cottons, and contributes to demonstrate the discrimination power of multicategorical traits.

Resumo: O objetivo deste trabalho foi identificar marcadores polimórficos de sequências simples repetidas (SSR) para identificação varietal de algodão e avaliação da distância genética entre as variedades. Inicialmente, 92 marcadores SSR foram genotipados em 20 cultivares de algodão do Brasil. Desse total, 38 locos foram polimórficos, dos quais dois deles foram amplificados por um único par de iniciadores; o número médio de alelos por loco foi 2,2. Os conteúdos de informação polimórfica (PIC) e de poder de discriminação (DP) foram, em média, 0,374 e 0,433, respectivamente. A distância genética média foi de 0,397 (mínima de 0,092 e máxima de 0,641). Um painel de 96 variedades originárias de diversas regiões do mundo foi avaliado por 21 locos polimórficos derivados a partir de 17 pares de iniciadores selecionados. Entre essas variedades, a distância genética média foi de 0,387 (mínima de 0 e máxima de 0,786). Os dendrogramas elaborados a partir de média aritmética não ponderada (UPGMA) não refletiram as regiões do Brasil (20 genótipos) ou do mundo (96 genótipos), onde as variedades ou linhagens foram selecionadas. O procedimento de reamostragem bootstrap mostra que a identificação dos genótipos é viável com 19 locos. Os marcadores polimórficos avaliados são úteis na identificação varietal de um painel amplo de variedades de algodão e podem ser aplicados em estudos de diversidade da espécie.

Abstract: The objective of this work was to identify polymorphic simple sequence repeat (SSR) markers for varietal identification of cotton and evaluation of the genetic distance among the varieties. Initially, 92 SSR markers were genotyped in 20 Brazilian cotton cultivars. Of this total, 38 loci were polymorphic, two of which were amplified by one primer pair; the mean number of alleles per locus was 2.2. The values of polymorphic information content (PIC) and discrimination power (DP) were, on average, 0.374 and 0.433, respectively. The mean genetic distance was 0.397 (minimum of 0.092 and maximum of 0.641). A panel of 96 varieties originating from different regions of the world was assessed by 21 polymorphic loci derived from 17 selected primer pairs. Among these varieties, the mean genetic distance was 0.387 (minimum of 0 and maximum of 0.786). The dendrograms generated by the unweighted pair group method with arithmetic average (UPGMA) did not reflect the regions of Brazil (20 genotypes) or around the world (96 genotypes), where the varieties or lines were selected. Bootstrap resampling shows that genotype identification is viable with 19 loci. The polymorphic markers evaluated are useful to perform varietal identification in a large panel of cotton varieties and may be applied in studies of the species diversity.

Variedades locais de algodão são fontes valiosas de diversidade genética. O objetivo deste estudo foi estimar a diversidade genética de algodoeiro mocó plantado na Paraíba e Rio Grande do Norte, utilizando marcadores de microssatélites. Um conjunto de 38 acessos - 21 plantas do Rio Grande do Norte e 17 da Paraíba - foi analisadas usando 24 pares de primers de microssatélites de algodão, que amplificaram 20 locos polimórficos. A média do índice de fixação foi de 0,432 e foi ligeiramente maior nos indivíduos da Paraíba do que do Rio Grande do Norte. A diversidade genética de Nei entre as amostras de cada estado apresentou valores similares (HT = 0,327 e 0,302 na Paraíba e Rio Grande do Norte, respectivamente), indicando que uma diversidade genética similar tem sido mantida. Logo, a proporção da diversidade genética entre as populações foi extremamente baixa (DST = 0,007), mas expressiva entre as mesorregiões (DST = 0,069). Conforme os dados, conclui-se que a similaridade genética entre as populações é alta.

The objective of this study was to estimate genetic diversity of cotton mocó planted in Paraíba and Rio Grande do Norte using microsatellite markers, since mocó landraces are a valuable source of genetic diversity. A set of 38 accessions - 21 plants from Rio Grande do Norte and 17 from Paraiba - was analyzed using 24 pairs of cotton microsatellite primers, which amplified 20 polymorphic loci. The average inbreeding was 0.432, and was slightly higher in individuals from Paraíba than from Rio Grande do Norte. Genetic diversity (Nei´s unbiased estimator) between individuals from each state's populations had similar values (HT = 0.327 and 0.302 in Paraíba and Rio Grande do Norte, respectively), indicating that comparable variability has been maintained. Moreover, the proportion of diversity between populations was extremely low (DST = 0.007), but expressive between mesoregions (DST = 0.069). These data led us to conclude that the genetic similarities between populations are high.

O algodoeiro mocó foi a planta cultivada mais importante do Nordeste do Brasil. Variedades locais desenvolvidas anteriormente aos programas de melhoramento governamentais devem ser identificadas e preservadas como recurso genético. O objetivo deste trabalho foi selecionar marcadores SSR para monitorar o fluxo de genes do algodoeiro herbáceo para o mocó, usando plantas de algodoeiro herbáceo não transgênicas como fonte de pólen. Populações ferais de algodoeiro mocó raras foram identificadas no estado Rio Grande do Norte, e plantas mães e suas sementes foram coletadas. As freqüências alélicas foram estudadas nas plantas mãe utilizando 64 marcadores SSR. Dez marcadores SSR com alelos exclusivos dos algodoeiros mocós ou dos algodoeiros herbáceos foram usados para monitorar o fluxo gênico pela análise de paternidade (BNL3627; 2960; 2572; 3261; 3398; 3948; 3502; 3646 and CIR 094; 097). As sementes coletadas não possuíam nenhum alelo de algodoeiro herbáceo. A ausência de alelos exclusivos de algodoeiro herbáceo na progênie mostrou que o fluxo gênico para o algodoeiro mocó era ausente ou menor do que a análise pode detectar. Entre as plantas mãe, o número de indivíduos homozigotos em quatro locos polimórficos era maior que o esperado, mostrando que a reprodução ocorre preferencialmente por autofecundação ou cruzamento entre indivíduos aparentados. O teste de paternidade mede com acurácia o fluxo de genes, e pode ser utilizada para monitorar esta ou outras populações. A preservação das populações é ameaçada principalmente pela seca.

Mocó cotton was the most important crop in Northeastern Brazil. Local varieties had been developed before governmental breeding programs, which should be identified and preserved as a genetic resource. The aim of this work was to select SSR markers which can be used to monitor gene flow from herbaceous to mocó cotton plants, using non transgenic upland cotton as a pollen source. Unique mocó cotton feral populations were identified in the state of Rio Grande do Norte, and mother plants and their seeds were collected. Allele frequencies were studied among fifteen plants from these populations using 64 SSR primer pairs. Ten SSR markers, with alleles exclusive to mocó or upland genotypes, were selected to monitor gene flow by paternity analysis (BNL3627; 2960; 2572; 3261; 3398; 3948; 3502; 3646 and CIR 094; 097). The collected seeds had none of the upland cotton alleles. The absence of exclusive alleles from upland cotton in the offspring showed that gene flow to mocó cotton was absent or lower than the analysis could detect. Among the mother plants, the number of homozygous individuals at four polymorphic loci was greater than expected, showing that reproduction occurs preferentially by self-fertilization or crossing among related individuals. Paternity analysis is an accurate measure of gene flow, and the methodology can be used for monitor these populations or others. Preservation of the plants is spoiled mainly by drought.

O objetivo deste trabalho foi caracterizar populações de Gossypium barbadense dos estados do Amapá e Pará. A caracterização in situ foi conduzida por meio de entrevistas com os proprietários das plantas e por observações sobre o ambiente. Tecidos de folhas ou de pétalas, além de sementes, foram coletados para a caracterização genética com marcadores SSR ("single sequence repeats") e para o armazenamento em bancos de germoplasma, respectivamente. As plantas eram mantidas em fundos de quintal e usadas, principalmente, para fins medicinais. As análises genéticas não mostraram plantas heterozigotas nos locos testados (f = 1), o que indica que a reprodução ocorre principalmente por meio de autofecundação. A diversidade genética total foi alta (He = 0,39), e um alto nível de diferenciação foi observado entre as plantas de algodoeiro dos dois estados (F ST = 0,36). Métodos convencionais para a manutenção in situ das populações de G. barbadense não são aplicáveis. A conservação da variabilidade genética das populações presentes nos dois estados deve ser realizada pela coleta de germoplasma e pela constituição de bancos de sementes ex situ.

The objective of this work was to characterize the populations of Gossypium barbadense in the states of Amapá and Pará, Brazil. In situ characterization was conducted through interviews with the owners of the plants and environmental observations. Leaf or petal tissue as well as seed samples were collected for genetic characterization by single sequence repeats markers and for storage in germplasm banks, respectively. The plants were maintained in dooryards and used mainly for medical purposes. The genetic analysis showed no heterozygous plants at the loci tested (f = 1), indicating that reproduction occurs mainly through selfing. The total genetic diversity was high (He = 0.39); and a high level of differentiation was observed between cotton plants from the two states (F ST = 0.36). Conventional methods of in situ maintenance of G. barbadense populations are not applicable. The conservation of the genetic variability of populations present in the two states could be achieved through germplasm collection and establishing of ex situ seed banks.

O objetivo deste trabalho foi selecionar coeficientes de similaridade para serem aplicados a conjuntos de genótipos de algodoeiro com baixa diversidade genética. Analisou-se um conjunto de 65 linhagens e 4 cultivares de algodão, com marcadores de RAPD e SSR, e estimou-se a similaridade genética de acordo com sete coeficientes de similaridade: Coincidência Simples, Rogers & Tanimoto, Ochiai, Hamman, Jaccard, Dice e Russel & Rao. A adequação dos coeficientes ao conjunto de genótipos foi verificada por correlação entre as matrizes de distância, índice de consenso entre os dendrogramas e otimização de Tocher. As análises mostraram que o coeficiente de Russel e Rao foi divergente em relação aos demais e seu uso não é recomendável. Entre os parâmetros usados para avaliar a qualidade de informação de cada coeficiente, apenas o índice de consenso estabeleceu diferenças e os classificou em dois grupos: aquele em que a ausência simultânea é considerada e aquele em que ela é desconsiderada. Considerando-se a presença de apenas dois alelos microssatélites por loco e os maiores índices de consenso, os coeficientes de Coincidência Simples, Hamman e Rogers & Tanimoto devem ser preferidos, quando em conjuntos de genótipos de algodoeiro melhorados e com baixa diversidade.

The objective of this work was to select similarity coefficients to be used among sets of cotton genotypes with low genetic diversity. Sixty-five lineages and four cotton cultivars were analyzed by RAPD and SSR markers; and the genetic similarity was estimated by seven similarity coefficients: Simple Matching, Rogers & Tanimoto, Ochiai, Hamman, Jaccard, Dice and Russel & Rao. The adequacy of the use of each coefficient to the collected data was verified by correlation between the distance matrices, the consensus index between the dendrograms and the Tocher's optimization method. The coefficient of Russel & Rao was the most divergent, and its use is not recommended. Among the parameters used to estimate the quality of information provided by each coefficient, differences were observed only by the consensus index, which established two groups: one in which simultaneous absence of bands are taken into account, and other in which it is excluded. Considering the presence of only two microsatellite alleles per polymorphic locus and the higher consensus index coefficients, the Simple Matching, Hamman and Rogers & Tanimoto coefficients should be preferred when analyzing cotton elite genotypes with low genetic similarity.

O objetivo deste trabalho foi determinar a herança da resistência do algodoeiro à doença-azul. Populações derivadas das variedades resistentes CD 401 e Delta Opal foram avaliadas em casa de vegetação, por meio da inoculação de pulgões virulíferos. A resistência à doença-azul do algodoeiro é condicionada por um gene dominante, tanto em 'DC 401' quanto em 'Delta Opal'.

The objective of this work was to determine the inheritance of cotton blue disease resistance by cotton plants. Populations derived from the CD 401 and Delta Opal resistant varieties were evaluated, through a greenhouse test with artificial inoculation by viruliferous aphids. Cotton blue disease resistance is conditioned by one dominant gene, both in CD 401 and Delta Opal varieties.

O produto BTH controla doenças através da ativação dos mecanismos de resistência de plantas, cujo modo de ação tem sido caracterizado através da identificação de genes ou enzimas ativados durante esta reação. Os mesmos genes e enzimas podem ser ativados como parte da reação das plantas à colonização por microssimbiontes mutualistas. Então, a aplicação de BTH pode inibir também essas simbioses. Um experimento foi conduzido para verificar se BTH tem efeito sobre a colonização de raízes de soja pelos microssimbiontes Glomus intraradices e Bradyrhizobium elkanii. Plantas controle ou inoculadas com o fungo micorrízico ou rizóbio foram tratadas com 20 mL de BTH 25 mg L-1 por meio da aplicação em sementes, via radicular ou via foliar. As plantas que receberam aplicação radicular de BTH tiveram desenvolvimento vegetativo reduzido. A colonização de raízes por B. elkanii foi menor nas plantas que receberam aplicação de BTH via radicular do que naquelas não tratadas ou tratadas por via foliar apenas. A colonização de raízes de soja por G. intraradices não foi afetada por BTH em quaisquer dos modos de aplicação. A aplicação radicular de BTH deve ser evitada na cultura da soja. Não há indício de restrição de aplicação foliar do produto.

The compound BTH controls plant diseases activating a plant disease resistance response, which can be characterised by identifying genes or enzymes activated during this reaction. Some genes or enzymes can be activated during plant reaction to colonization pathways by microsymbionts. Therefore, the application of products that activate protection mechanisms like BTH, could also inhibit mutualistic symbioses. An experiment was carried out to establish the effect of BTH on soybean colonization by Bradyrhizobium elkanii and Glomus intraradices. Control plants or plants inoculated with rhizobium or mycorrhizal fungus were treated with BTH (20 mL of a 25 mg L-1 solution) via seeds, roots or leaves. BTH reduced plant growth when applied to roots. Roots were colonized at a lower rate by B. elkanii in plants to which BTH was applied via roots, when compared to control plants or plants treated via leaves. BTH treatment had no effect on the colonization of soybean roots by Glomus intraradices. It is suggested to avoid BTH application to soybean roots, although there is no restriction to the foliar treatment.