Phenotypic, cytogenetic and spike fertility characterization of a population of male-sterile triticale

Triticale (X Triticosecale Wittmack) is a good cereal for production of flour and feed. A segregating population of triticale was developed from a male-sterile (MS) plant. To determine whether this new source of male sterility in triticale is appropriate for use in breeding programs the expression of the male sterility phenotype was characterized through spike fertility, meiotic behavior, and pollen. Controlled crosses between male-sterile plants and control varieties male-fertile (MF) of triticale were also conducted, and cytological analyses were performed in the F2 and backcross plants. Plants with male-sterile phenotypes displayed reduced spike fertility when compared to plants with male-fertile phenotypes. Compared to male-fertile plants, male-sterile plants exhibited a lower percentage of normal meiotic cells, a reduced meiotic index and reduced pollen viability. The F2 plants had improved pollen fertility when compared to the male-sterile population; however there were no corresponding improvements in the percentage of normal meiotic cells or in the meiotic index. A single generation of backcrosses resulted in an improved meiotic index and increased pollen viability. However, no changes in the percentage of normal meiotic cells were observed. Meiotic instability, which was shown to be inheritable, was the likely cause of male sterility. Therefore, the use of this population in triticale breeding was considered to be inappropriate because it could promote or contribute to the maintenance of meiotic instability, which is commonly observed in this species.

Phenotypic, cytogenetic and spike fertility characterization of a population of male-sterile triticale

Triticale (X Triticosecale Wittmack) is a good cereal for production of flour and feed. A segregating population of triticale was developed from a male-sterile (MS) plant. To determine whether this new source of male sterility in triticale is appropriate for use in breeding programs the expression of the male sterility phenotype was characterized through spike fertility, meiotic behavior, and pollen. Controlled crosses between male-sterile plants and control varieties male-fertile (MF) of triticale were also conducted, and cytological analyses were performed in the F2 and backcross plants. Plants with male-sterile phenotypes displayed reduced spike fertility when compared to plants with male-fertile phenotypes. Compared to male-fertile plants, male-sterile plants exhibited a lower percentage of normal meiotic cells, a reduced meiotic index and reduced pollen viability. The F2 plants had improved pollen fertility when compared to the male-sterile population; however there were no corresponding improvements in the percentage of normal meiotic cells or in the meiotic index. A single generation of backcrosses resulted in an improved meiotic index and increased pollen viability. However, no changes in the percentage of normal meiotic cells were observed. Meiotic instability, which was shown to be inheritable, was the likely cause of male sterility. Therefore, the use of this population in triticale breeding was considered to be inappropriate because it could promote or contribute to the maintenance of meiotic instability, which is commonly observed in this species.

Caracterização fenotípica e genotípica de caracteres agronômicos em uma população de linhagens recombinantes de aveia (Avena sativa L.)

The genetic improvement of oats requires selection of multiple quantitative and qualitative traits. Knowledge of the genomic regions controlling them makes possible the adoption of marker-assisted selection. Therefore, the objective of this study was to identify genomic regions responsible for quantitative traits loci (QTLs) associated with molecular maker previously identified. The experiment was conducted in 2009 and employed a population of 150 recombinant inbred lines of oats from the cross between the oat genotypes UFRGS 8 and UFRGS 930605. QTL mapping was carried out by composite interval analysis. In all, 16 QTLs were detected for 8 of 9 traits analyzed, which were also distributed in seven linkage groups. Phenotypic variation explained by the QTLs ranged from 7.31% to 16.06%. QTLs with important effect on the phenotypic variance were identified for traits of interest in oat breeding programs, such as plant height, number of days to flowering, grain yield, panicle weight and number of grains per panicle. The results generated in this work provide a better understanding of the genetic basis controlling traits of interest, which can be useful for oat breeding programs. However, these results should be validated in other populations in order to allow the marker-assisted selection to be successful.

O melhoramento genético de aveia envolve a seleção de múltiplos caracteres quantitativos e qualitativos. O conhecimento das regiões genômicas que afetam essas características possibilita a seleção assistida por marcadores moleculares. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho foi identificar regiões genômicas responsáveis por caracteres quantitativos (QTLs), associadas a marcadores moleculares previamente identificados. O experimento foi conduzido no ano de 2009, sendo empregadas 150 linhagens recombinantes de aveia, oriundas do cruzamento entre os genótipos UFRGS 8 e UFRGS 930605. O mapeamento de QTLs foi realizado através do método por intervalo composto. Foram detectados 16 QTLs para oito dos 9 caracteres avaliados, sendo estes distribuídos em sete grupos de ligação. A porção da variação fenotípica explicada pelos QTLs variou de 7,31% a 16,06%. Importantes QTLs foram identificados para caracteres de interesse aos programas de melhoramento de aveia, como a estatura de planta, o número de dias ao florescimento, o rendimento de grãos, o peso de panícula e o número de grãos por panícula. Os resultados gerados neste trabalho fornecem subsídios aos programas de melhoramento genético de aveia, proporcionando um maior entendimento dos mecanismos genéticos envolvidos com os caracteres de interesse. No entanto, estes resultados devem ser validados em outras populações para que a seleção assistida por marcadores moleculares possa ser realizada com sucesso.

Caracterização fenotípica e genotípica de caracteres agronômicos em uma população de linhagens recombinantes de aveia (Avena sativa L.)

The genetic improvement of oats requires selection of multiple quantitative and qualitative traits. Knowledge of the genomic regions controlling them makes possible the adoption of marker-assisted selection. Therefore, the objective of this study was to identify genomic regions responsible for quantitative traits loci (QTLs) associated with molecular maker previously identified. The experiment was conducted in 2009 and employed a population of 150 recombinant inbred lines of oats from the cross between the oat genotypes UFRGS 8 and UFRGS 930605. QTL mapping was carried out by composite interval analysis. In all, 16 QTLs were detected for 8 of 9 traits analyzed, which were also distributed in seven linkage groups. Phenotypic variation explained by the QTLs ranged from 7.31% to 16.06%. QTLs with important effect on the phenotypic variance were identified for traits of interest in oat breeding programs, such as plant height, number of days to flowering, grain yield, panicle weight and number of grains per panicle. The results generated in this work provide a better understanding of the genetic basis controlling traits of interest, which can be useful for oat breeding programs. However, these results should be validated in other populations in order to allow the marker-assisted selection to be successful.

O melhoramento genético de aveia envolve a seleção de múltiplos caracteres quantitativos e qualitativos. O conhecimento das regiões genômicas que afetam essas características possibilita a seleção assistida por marcadores moleculares. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho foi identificar regiões genômicas responsáveis por caracteres quantitativos (QTLs), associadas a marcadores moleculares previamente identificados. O experimento foi conduzido no ano de 2009, sendo empregadas 150 linhagens recombinantes de aveia, oriundas do cruzamento entre os genótipos UFRGS 8 e UFRGS 930605. O mapeamento de QTLs foi realizado através do método por intervalo composto. Foram detectados 16 QTLs para oito dos 9 caracteres avaliados, sendo estes distribuídos em sete grupos de ligação. A porção da variação fenotípica explicada pelos QTLs variou de 7,31% a 16,06%. Importantes QTLs foram identificados para caracteres de interesse aos programas de melhoramento de aveia, como a estatura de planta, o número de dias ao florescimento, o rendimento de grãos, o peso de panícula e o número de grãos por panícula. Os resultados gerados neste trabalho fornecem subsídios aos programas de melhoramento genético de aveia, proporcionando um maior entendimento dos mecanismos genéticos envolvidos com os caracteres de interesse. No entanto, estes resultados devem ser validados em outras populações para que a seleção assistida por marcadores moleculares possa ser realizada com sucesso.

Caracterização fenotípica e genotípica de caracteres agronômicos em uma população de linhagens recombinantes de aveia (Avena sativa L.)

The genetic improvement of oats requires selection of multiple quantitative and qualitative traits. Knowledge of the genomic regions controlling them makes possible the adoption of marker-assisted selection. Therefore, the objective of this study was to identify genomic regions responsible for quantitative traits loci (QTLs) associated with molecular maker previously identified. The experiment was conducted in 2009 and employed a population of 150 recombinant inbred lines of oats from the cross between the oat genotypes UFRGS 8 and UFRGS 930605. QTL mapping was carried out by composite interval analysis. In all, 16 QTLs were detected for 8 of 9 traits analyzed, which were also distributed in seven linkage groups. Phenotypic variation explained by the QTLs ranged from 7.31% to 16.06%. QTLs with important effect on the phenotypic variance were identified for traits of interest in oat breeding programs, such as plant height, number of days to flowering, grain yield, panicle weight and number of grains per panicle. The results generated in this work provide a better understanding of the genetic basis controlling traits of interest, which can be useful for oat breeding programs. However, these results should be validated in other populations in order to allow the marker-assisted selection to be successful.

O melhoramento genético de aveia envolve a seleção de múltiplos caracteres quantitativos e qualitativos. O conhecimento das regiões genômicas que afetam essas características possibilita a seleção assistida por marcadores moleculares. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho foi identificar regiões genômicas responsáveis por caracteres quantitativos (QTLs), associadas a marcadores moleculares previamente identificados. O experimento foi conduzido no ano de 2009, sendo empregadas 150 linhagens recombinantes de aveia, oriundas do cruzamento entre os genótipos UFRGS 8 e UFRGS 930605. O mapeamento de QTLs foi realizado através do método por intervalo composto. Foram detectados 16 QTLs para oito dos 9 caracteres avaliados, sendo estes distribuídos em sete grupos de ligação. A porção da variação fenotípica explicada pelos QTLs variou de 7,31% a 16,06%. Importantes QTLs foram identificados para caracteres de interesse aos programas de melhoramento de aveia, como a estatura de planta, o número de dias ao florescimento, o rendimento de grãos, o peso de panícula e o número de grãos por panícula. Os resultados gerados neste trabalho fornecem subsídios aos programas de melhoramento genético de aveia, proporcionando um maior entendimento dos mecanismos genéticos envolvidos com os caracteres de interesse. No entanto, estes resultados devem ser validados em outras populações para que a seleção assistida por marcadores moleculares possa ser realizada com sucesso.

e / Agroenergia e Agricultura

Global warming is attributed mainly to the indiscriminate burning of oil which releases large amounts of greenhouse gases in the atmosphere. This encouraged the search for alternative energy sources, including the use of biofuels, such as ethanol and biodiesel. The purpose of this review is to discuss the impacts of biofuel production on Brazilian and world agricultural activity. In order to analyze the feasibility of replacing oil for biofuels, in addition to the technical and economic aspects, it is important to take into account environmental and social aspects of their production. Among them, the energy efficiency and the impact on mitigating the emission of greenhouse gases are important issues to consider. Moreover, the monoculture system in large areas, such as sugar cane crop in the state São Paulo, Brazil, has been blamed by social and environmentalists movements as a generator of social inequalities. Ethanol production from cellulose plant tissue, one of the second-generation biofuels, tends to increase the availability of raw materials to energy production and to reduce competition with areas for food production. Despite the advances in fermentation process of structural carbohydrates, improvements are still needed to make the process commercially competitive. It is important that Brazil takes its agricultural potential to quickly enter in this important global energ

O aquecimento global é atribuído principalmente à queima indiscriminada de petróleo que libera grandes quantidades de gases de efeito estufa na atmosfera. Isso incentivou a procura por fontes energéticas alternativas. Entre elas, destaca-se o uso de biocombustíveis como etanol e biodiesel. O objetivo desta revisão é discutir os impactos da produção desses biocombustíveis sobre a atividade rural brasileira e mundial. Além dos aspectos técnico-econômicos é importante levar em consideração os aspectos ambientais e sociais de sua produção, dentre os quais, a eficiência energética e o impacto na mitigação da emissão de gases de efeito estufa. Além disso, o sistema de monocultura em grandes extensões de terra, a exemplo da cana-de-açúcar no estado de São Paulo, é apontado por movimentos sociais e ambientalistas como gerador de desigualdades no campo e como um entrave à reprodução social de populações tradicionais. A produção de etanol a partir de tecidos vegetais como celulose, um dos biocombustíveis de segunda geração, tende a aumentar muito a disponibilidade de matéria-prima para a produção energética e diminuir a competição com áreas destinadas à produção de alimentos. Apesar dos avanços no processo de fermentação dos carboidratos estruturais, ainda são necessários aprimoramentos para tornar o processo competitivo comercialmente. Enquanto isso é importante que o país aproveite seu

Inheritance of resistance to oat crown rust in recombinant inbred lines

Crown rust is the main disease affecting oats (Avena sativa L.), and genetic resistance has been the chief method utilized to control this disease. A population composed of 135 recombinant inbred lines, F5:6, generated by crossing the oat cultivar UFRGS 8 with the genotype Pc68/5*Starter, was assessed on the inheritance of resistance to crown rust (Puccinia coronata f. sp. avenae P. Syd. & Syd.). The evaluation of resistance in F5:6 seedlings was based on the type of infection resulting from inoculation with the race SQPT of P. coronata f. sp. avenae. The proportion of Resistant: Susceptible seedlings (R:S) was 62:64, which indicates that inheritance was governed by a single gene. The assessment of resistance inheritance in adult plants was performed in the field during the years 2004 and 2005. The distinction between resistant and susceptible classes was based on the final severity (FS) as well as the area under the disease progress curve, which was normalized and corrected (AUDPC*c). F5:6 and F5:7 were evaluated under field conditions in 2004 and 2005, demonstrating a ratio of approximately 1R:3S, which fits with a typical two genes inheritance model.

A ferrugem da folha é a principal doença que afeta a aveia (Avena sativa L.), e a resistência genética é o método mais usado para seu controle. Uma população composta por 135 linhagens recombinantes F5:6, gerada do cruzamento entre a cultivar de aveia UFRGS 8 e o genótipo Pc68/5*Starter foi avaliada quanto à resistência à ferrugem da folha (Puccinia coronata f. sp. avenae P. Syd. & Syd.). A avaliação em plântulas foi baseada no tipo de infecção produzido quando inoculadas com a raça SQPT do patógeno. A proporção entre plântulas resistentes e suscetíveis (R:S) foi de 62:64, o que indica uma herança governada por um único gene. A avaliação da herança da resistência em plantas adultas foi realizada em condições de campo nos anos 2004 e 2005. A distinção entre as classes resistentes e suscetíveis foi baseada na severidade final (SF) e na área sob a curva de progresso da doença normalizada e corrigida (ASCPD*c). As populações F5:6 e F5:7 foram avaliadas no campo nos anos de 2004 e 2005, demonstraram uma proporção de aproximadamente 1R:3S, o que se ajusta a um modelo de herança governado por dois genes.

Inheritance of resistance to oat crown rust in recombinant inbred lines

Crown rust is the main disease affecting oats (Avena sativa L.), and genetic resistance has been the chief method utilized to control this disease. A population composed of 135 recombinant inbred lines, F5:6, generated by crossing the oat cultivar UFRGS 8 with the genotype Pc68/5*Starter, was assessed on the inheritance of resistance to crown rust (Puccinia coronata f. sp. avenae P. Syd. & Syd.). The evaluation of resistance in F5:6 seedlings was based on the type of infection resulting from inoculation with the race SQPT of P. coronata f. sp. avenae. The proportion of Resistant: Susceptible seedlings (R:S) was 62:64, which indicates that inheritance was governed by a single gene. The assessment of resistance inheritance in adult plants was performed in the field during the years 2004 and 2005. The distinction between resistant and susceptible classes was based on the final severity (FS) as well as the area under the disease progress curve, which was normalized and corrected (AUDPC*c). F5:6 and F5:7 were evaluated under field conditions in 2004 and 2005, demonstrating a ratio of approximately 1R:3S, which fits with a typical two genes inheritance model.

A ferrugem da folha é a principal doença que afeta a aveia (Avena sativa L.), e a resistência genética é o método mais usado para seu controle. Uma população composta por 135 linhagens recombinantes F5:6, gerada do cruzamento entre a cultivar de aveia UFRGS 8 e o genótipo Pc68/5*Starter foi avaliada quanto à resistência à ferrugem da folha (Puccinia coronata f. sp. avenae P. Syd. & Syd.). A avaliação em plântulas foi baseada no tipo de infecção produzido quando inoculadas com a raça SQPT do patógeno. A proporção entre plântulas resistentes e suscetíveis (R:S) foi de 62:64, o que indica uma herança governada por um único gene. A avaliação da herança da resistência em plantas adultas foi realizada em condições de campo nos anos 2004 e 2005. A distinção entre as classes resistentes e suscetíveis foi baseada na severidade final (SF) e na área sob a curva de progresso da doença normalizada e corrigida (ASCPD*c). As populações F5:6 e F5:7 foram avaliadas no campo nos anos de 2004 e 2005, demonstraram uma proporção de aproximadamente 1R:3S, o que se ajusta a um modelo de herança governado por dois genes.

Estimation of soybean genetic progress in the South of Brazil using multi-environmental yield trials

The success of a genetic breeding program in a certain period can be assessed by the genetic gain observed. Genetic progress can be estimated from the multi environmental trials (MET) data which are routinely carried out by annual species breeding programs for the assessment of new commercial cultivars. A data set of 20 years of MET of advanced soybean lines derived from four breeding programs was used to estimate and to compare the genetic gains obtained for three soybean maturity groups (early, medium and late) in four cropping regions of the State of Rio Grande do Sul. The estimated yield gains ranged from 0.0 to 71.5 kg ha-1 year-1 (3.49% per year), depending on the maturity group and region, which suggests that the genetic breeding effort does not have a similar effect among the maturity groups or benefit the regions equally. There was no evidence of genetic progress for the early maturity group in any of the four regions, whereas gains in Regions I and IV were comparatively greater than those in Regions II and III. The objectives of the soybean breeding program in the region should be redirected. Since not all the experimental lines used to estimate genetic gains were commercially released, the reported genetics gains were achieved by the breeding programs rather than those achieved by the cropping systems.

O sucesso de um programa de melhoramento durante um determinado período pode ser avaliado pelo ganho genético alcançado. Progresso genético pode ser estimado a partir de dados resultantes dos ensaios de avaliação de genótipos realizados rotineiramente em vários locais pelos programas de melhoramento de espécies anuais para fins de lançamento de novas cultivares comerciais. Os resultados de rendimento de grãos de 20 anos de experimentos de avaliação de linhagens derivadas de quatro programas de melhoramento de soja foram usados para estimar e comparar os ganhos genéticos obtidos em três grupos de maturação (precoce, médio e tardio) e em quatro regiões de cultivo do Estado do Rio Grande do Sul (Brasil). Os ganhos estimados variaram de zero a 71,5 kg ha-1 ano-1 (3,49% ao ano), dependendo do grupo de maturação e da região. Não foi detectado avanço genético para o grupo precoce em nenhuma das quatro regiões. Os ganhos obtidos nas regiões I e IV foram maiores que os das regiões II e III. Os esforços dos programas de melhoramento genético não refletiram de forma equivalente entre os grupos de maturação e não beneficiaram igualmente as regiões produtoras, indicando que os objetivos do melhoramento de soja no Estado devem ser reavaliados. Os ganhos estimados neste trabalho podem ser diferentes dos vivenciados pelos produtores rurais, uma vez que nem todas as linhagens experimentais que geraram os dados do presente estudo foram lançadas comercialmente.

Estimation of soybean genetic progress in the South of Brazil using multi-environmental yield trials

The success of a genetic breeding program in a certain period can be assessed by the genetic gain observed. Genetic progress can be estimated from the multi environmental trials (MET) data which are routinely carried out by annual species breeding programs for the assessment of new commercial cultivars. A data set of 20 years of MET of advanced soybean lines derived from four breeding programs was used to estimate and to compare the genetic gains obtained for three soybean maturity groups (early, medium and late) in four cropping regions of the State of Rio Grande do Sul. The estimated yield gains ranged from 0.0 to 71.5 kg ha-1 year-1 (3.49% per year), depending on the maturity group and region, which suggests that the genetic breeding effort does not have a similar effect among the maturity groups or benefit the regions equally. There was no evidence of genetic progress for the early maturity group in any of the four regions, whereas gains in Regions I and IV were comparatively greater than those in Regions II and III. The objectives of the soybean breeding program in the region should be redirected. Since not all the experimental lines used to estimate genetic gains were commercially released, the reported genetics gains were achieved by the breeding programs rather than those achieved by the cropping systems.

O sucesso de um programa de melhoramento durante um determinado período pode ser avaliado pelo ganho genético alcançado. Progresso genético pode ser estimado a partir de dados resultantes dos ensaios de avaliação de genótipos realizados rotineiramente em vários locais pelos programas de melhoramento de espécies anuais para fins de lançamento de novas cultivares comerciais. Os resultados de rendimento de grãos de 20 anos de experimentos de avaliação de linhagens derivadas de quatro programas de melhoramento de soja foram usados para estimar e comparar os ganhos genéticos obtidos em três grupos de maturação (precoce, médio e tardio) e em quatro regiões de cultivo do Estado do Rio Grande do Sul (Brasil). Os ganhos estimados variaram de zero a 71,5 kg ha-1 ano-1 (3,49% ao ano), dependendo do grupo de maturação e da região. Não foi detectado avanço genético para o grupo precoce em nenhuma das quatro regiões. Os ganhos obtidos nas regiões I e IV foram maiores que os das regiões II e III. Os esforços dos programas de melhoramento genético não refletiram de forma equivalente entre os grupos de maturação e não beneficiaram igualmente as regiões produtoras, indicando que os objetivos do melhoramento de soja no Estado devem ser reavaliados. Os ganhos estimados neste trabalho podem ser diferentes dos vivenciados pelos produtores rurais, uma vez que nem todas as linhagens experimentais que geraram os dados do presente estudo foram lançadas comercialmente.

Expressão da resistência parcial à ferrugem da folha da aveia presente na linhagem MN841801, no ambiente do Sul do Brasil

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.

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.

Expressão da resistência parcial à ferrugem da folha da aveia presente na linhagem MN841801, no ambiente do Sul do Brasil

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.

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.

Expressão da resistência parcial à ferrugem da folha da aveia presente na linhagem MN841801, no ambiente do Sul do Brasil

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.

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.

Inheritance of pinacle exsertion in rice

Incomplete panicle exsertion is one of the symptoms of cold injury at the reproductive stage of the rice plant (Oryza sativa L.), which damages grain yield and raises disease incidence. For this reason, panicle exsertion is a better indicator of cold tolerance under field conditions than spikelet sterility, which may also be affected by other climatic factors. This work studies the variability of degree of panicle exsertion in rice, under the Southern Brazilian environmental conditions and determines the inheritance and heritability of this trait. Four rice genotypes of different cool temperature reactions at the reproductive stage were crossed and field evaluated, with the F2 generation, in relation to the degree of panicle exsertion and spikelet fertility. There was variability among the genotypes for panicle exsertion. The F2 generation of the crosses presented continuous distribution and transgressive segregation towards incomplete exsertion, indicating that genes controlling this trait may be complementary distributed between the parents. Heritability was moderate, so selection for complete panicle exsertion should be applied in advanced generations.

A exerção incompleta da panícula é um dos sintomas de dano por frio no estádio reprodutivo da planta de arroz (Oryza sativa L.), o qual prejudica o rendimento de grãos e aumenta a incidência de doenças. Devido a isso, a exerção da panícula é um bom indicador da tolerância ao frio sob condições de campo ao invés da esterilidade de espiguetas, que também pode ser afetada por outros fatores climáticos. Este trabalho objetivou estudar a variabilidade do grau de exerção da panícula de arroz sob as condições ambientais do sul do Brasil e determinar a herança e herdabilidade desta característica. Quatro genótipos de arroz com diferentes reações à temperatura baixa no período reprodutivo foram cruzados e avaliados a campo, juntamente com a geração F2, quanto ao grau de exerção da panícula e fertilidade de espiguetas. Houve variabilidade entre os genótipos para exerção da panícula. A geração F2 apresentou distribuição contínua e segregação transgressiva na direção da exerção incompleta, indicando que os genes para exerção da panícula devem estar distribuídos complementarmente entre os genitores. A herdabilidade foi moderada, portanto seleção para exerção completa da panícula é recomendada em gerações avançadas.

Inheritance of pinacle exsertion in rice

Incomplete panicle exsertion is one of the symptoms of cold injury at the reproductive stage of the rice plant (Oryza sativa L.), which damages grain yield and raises disease incidence. For this reason, panicle exsertion is a better indicator of cold tolerance under field conditions than spikelet sterility, which may also be affected by other climatic factors. This work studies the variability of degree of panicle exsertion in rice, under the Southern Brazilian environmental conditions and determines the inheritance and heritability of this trait. Four rice genotypes of different cool temperature reactions at the reproductive stage were crossed and field evaluated, with the F2 generation, in relation to the degree of panicle exsertion and spikelet fertility. There was variability among the genotypes for panicle exsertion. The F2 generation of the crosses presented continuous distribution and transgressive segregation towards incomplete exsertion, indicating that genes controlling this trait may be complementary distributed between the parents. Heritability was moderate, so selection for complete panicle exsertion should be applied in advanced generations.

A exerção incompleta da panícula é um dos sintomas de dano por frio no estádio reprodutivo da planta de arroz (Oryza sativa L.), o qual prejudica o rendimento de grãos e aumenta a incidência de doenças. Devido a isso, a exerção da panícula é um bom indicador da tolerância ao frio sob condições de campo ao invés da esterilidade de espiguetas, que também pode ser afetada por outros fatores climáticos. Este trabalho objetivou estudar a variabilidade do grau de exerção da panícula de arroz sob as condições ambientais do sul do Brasil e determinar a herança e herdabilidade desta característica. Quatro genótipos de arroz com diferentes reações à temperatura baixa no período reprodutivo foram cruzados e avaliados a campo, juntamente com a geração F2, quanto ao grau de exerção da panícula e fertilidade de espiguetas. Houve variabilidade entre os genótipos para exerção da panícula. A geração F2 apresentou distribuição contínua e segregação transgressiva na direção da exerção incompleta, indicando que os genes para exerção da panícula devem estar distribuídos complementarmente entre os genitores. A herdabilidade foi moderada, portanto seleção para exerção completa da panícula é recomendada em gerações avançadas.

Rice cold tolerance at the reproductive stage in a controlled environment

Cold tolerance of rice (Oryza sativa L.) during the reproductive stage is important to guarantee high yield under low temperature environments. Field selection, however, does not allow identification of adequate tolerance sources and limits selection of segregating lines due to variable temperature. The objective of this study was to devise methods for distinguishing rice genotypes as to their cold tolerance at the reproductive stage when evaluated under controlled temperature. The effect of cold temperatures was investigated in six rice genotypes at 17°C for varying length of time (three, five, seven and ten days) at two reproductive stages (microsporogenesis and anthesis). Cold tolerance was measured as the percentage of reduction in panicle exsertion and in spikelet fertility. Evaluating cold tolerance through the reduction in panicle exsertion did not allow for the distinction between cold tolerant from cold sensitive genotypes and, when the reduction in spikelet fertility was considered, a minimum of seven days was required to differentiate the genotypes for cold tolerance. Genotypes were more sensitive to cold at anthesis than at microsporogenesis and, as these stages were highly correlated, cold screening could be performed at anthesis only, since it is easier to determine. Rice cold tolerance at the reproductive stage may be characterized by the reduction in spikelet fertility due to cold temperature (17°C) applied for seven days at anthesis.

A tolerância do arroz (Oryza sativa L.) ao frio no período reprodutivo é importante para garantir alto rendimento em ambientes com temperatura baixa. No entanto, a seleção em condições de campo não permite identificar fontes adequadas de tolerância e limita a seleção de linhas segregantes devido à temperatura variável. Este trabalho teve por objetivo definir uma metodologia capaz de distinguir genótipos de arroz quanto à sua tolerância ao frio no período reprodutivo quando avaliados sob temperatura controlada. O efeito do frio foi investigado em seis genótipos de arroz submetidos a 17°C por períodos variáveis de tempo (três, cinco, sete e dez dias) em dois estádios do período reprodutivo (microsporogênese e antese). A tolerância ao frio foi avaliada por meio da porcentagem de redução na exerção da panícula e na fertilidade de espiguetas. O resultados indicaram que avaliar a tolerância ao frio por meio da redução na exerção da panícula não permitiu separar genótipos tolerantes ao frio de genótipos sensíveis e, quando avaliada por meio da redução na fertilidade de espiguetas, no mínimo sete dias foram necessários para diferenciar os genótipos quanto à tolerância ao frio. Eles foram mais sensíveis ao frio na antese que na microsporogênese e, como estes estádios foram altamente correlacionados, a seleção sob frio poderia ser feita somente neste estádio, que é de mais fácil determinação. Logo, a tolerância do arroz ao frio no período reprodutivo pode ser avaliada por meio da redução na fertilidade de espiguetas devido à temperatura baixa (17°C) aplicada por sete dias no estádio de antese.

Rice cold tolerance at the reproductive stage in a controlled environment

Cold tolerance of rice (Oryza sativa L.) during the reproductive stage is important to guarantee high yield under low temperature environments. Field selection, however, does not allow identification of adequate tolerance sources and limits selection of segregating lines due to variable temperature. The objective of this study was to devise methods for distinguishing rice genotypes as to their cold tolerance at the reproductive stage when evaluated under controlled temperature. The effect of cold temperatures was investigated in six rice genotypes at 17°C for varying length of time (three, five, seven and ten days) at two reproductive stages (microsporogenesis and anthesis). Cold tolerance was measured as the percentage of reduction in panicle exsertion and in spikelet fertility. Evaluating cold tolerance through the reduction in panicle exsertion did not allow for the distinction between cold tolerant from cold sensitive genotypes and, when the reduction in spikelet fertility was considered, a minimum of seven days was required to differentiate the genotypes for cold tolerance. Genotypes were more sensitive to cold at anthesis than at microsporogenesis and, as these stages were highly correlated, cold screening could be performed at anthesis only, since it is easier to determine. Rice cold tolerance at the reproductive stage may be characterized by the reduction in spikelet fertility due to cold temperature (17°C) applied for seven days at anthesis.

A tolerância do arroz (Oryza sativa L.) ao frio no período reprodutivo é importante para garantir alto rendimento em ambientes com temperatura baixa. No entanto, a seleção em condições de campo não permite identificar fontes adequadas de tolerância e limita a seleção de linhas segregantes devido à temperatura variável. Este trabalho teve por objetivo definir uma metodologia capaz de distinguir genótipos de arroz quanto à sua tolerância ao frio no período reprodutivo quando avaliados sob temperatura controlada. O efeito do frio foi investigado em seis genótipos de arroz submetidos a 17°C por períodos variáveis de tempo (três, cinco, sete e dez dias) em dois estádios do período reprodutivo (microsporogênese e antese). A tolerância ao frio foi avaliada por meio da porcentagem de redução na exerção da panícula e na fertilidade de espiguetas. O resultados indicaram que avaliar a tolerância ao frio por meio da redução na exerção da panícula não permitiu separar genótipos tolerantes ao frio de genótipos sensíveis e, quando avaliada por meio da redução na fertilidade de espiguetas, no mínimo sete dias foram necessários para diferenciar os genótipos quanto à tolerância ao frio. Eles foram mais sensíveis ao frio na antese que na microsporogênese e, como estes estádios foram altamente correlacionados, a seleção sob frio poderia ser feita somente neste estádio, que é de mais fácil determinação. Logo, a tolerância do arroz ao frio no período reprodutivo pode ser avaliada por meio da redução na fertilidade de espiguetas devido à temperatura baixa (17°C) aplicada por sete dias no estádio de antese.

Plant traits to complement selection based on yield components in wheat

The aim of the present study was to investigate the relationship between plant traits and yield per spike in wheat genotypes. The measured plant traits were: length of flag leaf blade, peduncle extrusion, peduncle, spike and sheath, culm diameter and plant height. Data were analyzed with correlation and path coefficient analysis. Yield per spike correlated positively with spike length and culm diameter. Path coefficient analysis indicated that, under irrigated condition, yield per spike had a positive direct effect and a positive correlation with spike length and culm diameter and, under non-irrigated condition, yield per spike showed a positive direct effect and a positive correlation with culm diameter, spike length and plant height. Culm diameter and spike length, under irrigated condition, and also plant height, under late season water stress condition, were the plant traits most related to higher grain yield per spike in wheat.

O objetivo do presente trabalho foi investigar as relações entre caracteres da planta e produção de grãos por espiga em genótipos de trigo. Foram avaliados os comprimentos da lâmina da folha bandeira, da parte do pedúnculo extrusado, do pedúnculo, da espiga e da bainha, o diâmetro do colmo e a estatura da planta. Os dados foram analisados por meio de correlações e análises de trilha. A produção de grãos por espiga correlacionou-se positivamente com o comprimento da espiga e o diâmetro do colmo. Análises de trilha indicaram que, sob condição irrigada, a produção de grãos por espiga teve um efeito direto positivo e correlação positiva com o comprimento da espiga e diâmetro do colmo e, sob condição não-irrigada, a produção de grãos por espiga apresentou efeito direto positivo e correlação positiva com o diâmetro do colmo, comprimento da espiga e estatura da planta. O diâmetro do colmo e o comprimento da espiga, sob condição irrigada, e também a estatura da planta, sob condição de deficiência hídrica no final do ciclo, foram os caracteres de planta mais relacionados com a maior produção de grãos por espiga em trigo.

Plant traits to complement selection based on yield components in wheat

The aim of the present study was to investigate the relationship between plant traits and yield per spike in wheat genotypes. The measured plant traits were: length of flag leaf blade, peduncle extrusion, peduncle, spike and sheath, culm diameter and plant height. Data were analyzed with correlation and path coefficient analysis. Yield per spike correlated positively with spike length and culm diameter. Path coefficient analysis indicated that, under irrigated condition, yield per spike had a positive direct effect and a positive correlation with spike length and culm diameter and, under non-irrigated condition, yield per spike showed a positive direct effect and a positive correlation with culm diameter, spike length and plant height. Culm diameter and spike length, under irrigated condition, and also plant height, under late season water stress condition, were the plant traits most related to higher grain yield per spike in wheat.

O objetivo do presente trabalho foi investigar as relações entre caracteres da planta e produção de grãos por espiga em genótipos de trigo. Foram avaliados os comprimentos da lâmina da folha bandeira, da parte do pedúnculo extrusado, do pedúnculo, da espiga e da bainha, o diâmetro do colmo e a estatura da planta. Os dados foram analisados por meio de correlações e análises de trilha. A produção de grãos por espiga correlacionou-se positivamente com o comprimento da espiga e o diâmetro do colmo. Análises de trilha indicaram que, sob condição irrigada, a produção de grãos por espiga teve um efeito direto positivo e correlação positiva com o comprimento da espiga e diâmetro do colmo e, sob condição não-irrigada, a produção de grãos por espiga apresentou efeito direto positivo e correlação positiva com o diâmetro do colmo, comprimento da espiga e estatura da planta. O diâmetro do colmo e o comprimento da espiga, sob condição irrigada, e também a estatura da planta, sob condição de deficiência hídrica no final do ciclo, foram os caracteres de planta mais relacionados com a maior produção de grãos por espiga em trigo.

Correlation and path analysis of yield and its components and plant traits in wheat

This study was aimed to characterize yield components and plant traits related to grain yield. Correlation and path analysis were carried out in wheat genotypes grown under irrigated and non-irrigated field conditions. In the path coefficient analysis, grain yield represented the dependent variable and the number of spikes m-2, number of grains spike-1, kernel weight, days to anthesis, above-ground biomass m-2 and plant height were the independent ones. In both years, periods without rain occurred from early milk to grain ripening and from flag leaf sheath opening to grain ripening for first and second sowing dates, respectively. Character associations were similar in both water regimes. Grain yield showed positive phenotypic correlation with above-ground biomass, number of spikes m-2 and number of grains per spike. Path analysis revealed positive direct effect and moderate correlation of number of spike m-2 and number of grains per spike with grain yield. These results indicated that the number of spikes m-2 and the number of grains per spike followed by the above-ground biomass were the traits related to higher grain yield, under irrigated and late season water stress conditions.

Este trabalho teve como objetivo avaliar os componentes de rendimento e os caracteres da planta relacionados ao rendimento de grãos. Análises de correlação e de trilha foram realizadas em genótipos de trigo cultivados no campo, sob condições irrigada e não-irrigada. Na análise de trilha, o rendimento de grãos m-2 foi considerado como variável resposta e o número de espigas m-2, número de grãos espiga-1, peso de grão, dias para antese, matéria seca da parte aérea e estatura de planta como variáveis explicativas. Períodos sem precipitação pluvial ocorreram em ambos os anos, do estádio de grão leitoso a maturação de grãos e do estádio da bainha da folha bandeira abrindo a maturação de grãos, para a primeira e segunda época de semeadura, respectivamente. As associações dos caracteres foram similares em ambos os regimes hídricos. O rendimento de grãos apresentou correlação fenotípica positiva com a matéria seca da parte aérea, o número de espigas m-2 e o número de grãos espiga-1. A análise de trilha indicou efeito direto positivo e correlação moderada do número de espigas m-2 e do número de grãos espiga-1 com o rendimento de grãos. Esses resultados evidenciaram que o numero de espigas m-2 e o número de grãos espiga-1, seguido de matéria seca da parte aérea foram os caracteres relacionados com o maior rendimento de grãos, sob condições irrigada e de estresse hídrico no final do ciclo.