Characteristics of the root system in two Brazilian upland rice varieties which exhibit contrasting behavior towards drought tolerance / Características radiculares de duas variedades brasileiras de arroz de terras altas contrastantes quanto à tolerância ao estresse hídrico

Root system architecture plays a fundamental role in the adaptation of rice to environments subjected to abiotic stresses. This study aimed to characterize the root architecture and morphology of two Brazilian upland rice varieties which display contrasting behavior towards drought tolerance: the tolerant Catetão and susceptible Mira varieties. Two experiments were carried out under greenhouse and growth chamber conditions. The experimental design was completely randomized in a 2 × 2 factorial scheme (varieties × drought stress conditions) with four replicates. Rice varieties were subjected to control and drought conditions for 14 days. Drought stress was applied either by withholding water until the desirable soil tension was achieved or by addition of 20% polyethylene glycol 6000 (PEG) to the nutritive solution. After harvest, the dry weight, root architecture, as well as physiological and root features were assessed. Under drought stress, a higher root biomass was recorded in Catetão compared to Mira. A higher ratio of deep rooting (RDR) was observed for Catetão, while Mira remained stable in response to drought stress. The evaluated physiological features showed that the Catetão variety is less likely to compromise membrane integrity and lipid peroxidation during drought stress. Moreover, analyzed root features exhibited a significant increase in lateral root emission and root density for Catetão in response to drought treatment, which may be considered an important feature when selecting for superior genotypes.(AU)

A arquitetura do sistema radicular exibe um papel fundamental na adaptação do arroz a ambientes sujeitos a estresses abióticos. Por esta razão, este estudo teve como objetivo caracterizar a arquitetura do sistema radicular e sua morfologia em duas variedades de arroz brasileiras de sequeiro contrastantes quanto à tolerância ao estresse hídrico, Catetão (tolerante) e Mira (suscetível). Foram realizados dois experimentos, o primeiro em casa de vegetação e o segundo em câmara de crescimento. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado com quatro repetições em um esquema fatorial 2 x 2 (variedades x condições de estresse hídrico). As variedades de arroz foram submetidas a condições controle e estresse hídrico durante 14 dias. O estresse hídrico foi aplicado ao reduzir a lâmina dágua a tensão desejada no solo ou com a utilização de 20% de polietilenoglicol 6000 (PEG) na solução nutritiva. A massa seca, arquitetura do sistema radicular, características fisiológicas e características radiculares foram determinadas após a colheita. A variedade Catetão mostrou maior biomassa radicular comparada a Mira quando submetida ao estresse hídrico. Foi observado maior taxa de raízes profundas (RDR) na Catetão, enquanto a Mira permaneceu estável em resposta ao estresse hídrico. As características fisiológicas avaliadas mostraram que a variedade Catetão está menos sujeita a danos a integridade da membrana e peroxidação de lipídeos durante o estresse hídrico. Além disso, as características radiculares analisadas mostraram que a variedade Catetão apresentou um aumento significativo na emissão de raízes laterais e densidade radicular em resposta ao estresse hídrico, o que pode ser considerado como uma importante característica a ser selecionada em genótipos superiores.(AU)

Rice seeds vigor through image processing of seedlings / Determinação do vigor de sementes de arroz através do processamento de imagens de plântulas

The aim of this paper was to verify the viability of digital image processing in the measurement of rice seedling and its potential use as seed vigor test. The experiment took place at the Laboratório Didático de Análise de Sementes, located in Capão do Leão (RS), using seeds of eight rice cultivars: Irga 424, Puitá Inta CL, BRS Esmeralda, SCS 116, Guri Inta CL, BRS Pampa, BRSGO Serra Dourada and Olimar. An image processing system (IPS) was used to measure length and area of shoot and root as an index of seed vigor in rice seeds. The experiment design was completely randomized with five replications. The evaluated variables were root and shoot length in graded ruler and by image, root and shoot area, and field emergence. Results obtained with the IPS were correlated with other quality tests though the Pearson tests. Determination of shoot length and leaf area of the seedlings obtained through IPS is effective for assessing the vigor of rice seeds.(AU)

O objetivo neste trabalho foi verificar a viabilidade do processamento digital de imagens na mensuração de plântulas de arroz e sua potencial utilização como teste de vigor em sementes. O experimento foi realizado no Laboratório Didático de Análise de Sementes, localizado no Capão do Leão (RS), utilizando sementes de oito cultivares de arroz: Irga 424, Puitá Inta CL, BRS Esmeralda, SCS 116, Guri Inta CL, BRS Pampa, BRSGO Serra Dourada e Olimar. Uma ferramenta de processamento de imagens (FPI) foi utilizada para mensurar o comprimento e a área da parte aérea e de raízes de plântulas de arroz de modo a classificar as sementes em níveis de vigor. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado com cinco repetições. As variáveis avaliadas foram comprimento de raiz e parte aérea em régua graduada e pela imagem, área de raiz e parte aérea e emergência a campo. Os resultados obtidos com o FPI foram correlacionados com outros testes de qualidade por correlação de Pearson. A determinação do comprimento de parte aérea e área foliar de plântulas obtidos através do FPI é efetivo para avaliar o vigor de sementes de arroz.(AU)

Integração lavoura-pecuária: estudo de caso arroz consorciado com Tifton 85

A tecnologia de integração lavoura-pecuária promove a recuperação de áreas degradadas pelo consorcio de cereais e forrageiras. Assim, avaliou-se o consórcio arroz-forrageira (Tifton 85) e seus monocultivos através o plantio do capim de forma simultânea e aos 15, 30 e 45 dias do plantio de arroz, em blocos casualizados com seis tratamentos e três repetições. Para altura, número de panículas, massa de 100 grãos, qualidade dos grãos e produtividade do arroz não se obteve diferença significativa. Contudo o tratamento contra brusone não foi eficaz. Não houve diferença para o tifton plantado em monocultura (497,3 e 156,8 g m

Integração lavoura-pecuária: estudo de caso arroz consorciado com Tifton 85

A tecnologia de integração lavoura-pecuária promove a recuperação de áreas degradadas pelo consorcio de cereais e forrageiras. Assim, avaliou-se o consórcio arroz-forrageira (Tifton 85) e seus monocultivos através o plantio do capim de forma simultânea e aos 15, 30 e 45 dias do plantio de arroz, em blocos casualizados com seis tratamentos e três repetições. Para altura, número de panículas, massa de 100 grãos, qualidade dos grãos e produtividade do arroz não se obteve diferença significativa. Contudo o tratamento contra brusone não foi eficaz. Não houve diferença para o tifton plantado em monocultura (497,3 e 156,8 g m <->2) ou simultaneamente com arroz (474,0 e 142,4 g m <->2) em relação à matéria fresca ou seca (respectivamente), apesar de ser atribuído efeito de sombreamento ao capim quando o plantio foi realizado a partir de 30 dias após o estabelecimento da cultura de arroz, reduzindo sua produtividade.(AU)

Genetic progress after cycles of upland rice recurrent selection

Periodic assessment of the genetic progress made in recurrent selection programs is essential for assessing the evolution of the programs and identifying the main factors that have contributed to this progress. This study aimed to estimate genetic progress in grain yield, plant height and days-to-flowering achieved in the CNA6 population of upland rice (Oryza sativa L.), after four cycles of recurrent selection; and evaluate the genetic potential of this population to generate superior inbred lines after each selection cycle. The experimental data were obtained from progeny yield trials of each recurrent selection cycle. These trials were carried out in two or three locations per cycle, and consisted of S0:2 progenies and at least three checks. Federers augmented block design, with one replication on location (the environment), was adopted. Results revealed genetic progress for grain yield and plant height, with total genetic gains of 375.87 kg ha1 and -3.90 cm, respectively, during the four selection cycles. The annual relative gain observed for grain yield was 1.54 %. The genetic potential of the population was analysed by the expected proportion of superior inbred lines. The standard adopted as the limit for obtaining superior inbred lines was the average of the checks for each trait. The genetic potential for grain yield and plant height increased during the study period. For days-to-flowering, no genetic gain occurred; however, the genetic potential of the population to generate superior inbred lines for this trait was maintained after the selection cycles.

Genetic progress after cycles of upland rice recurrent selection

Periodic assessment of the genetic progress made in recurrent selection programs is essential for assessing the evolution of the programs and identifying the main factors that have contributed to this progress. This study aimed to estimate genetic progress in grain yield, plant height and days-to-flowering achieved in the CNA6 population of upland rice (Oryza sativa L.), after four cycles of recurrent selection; and evaluate the genetic potential of this population to generate superior inbred lines after each selection cycle. The experimental data were obtained from progeny yield trials of each recurrent selection cycle. These trials were carried out in two or three locations per cycle, and consisted of S0:2 progenies and at least three checks. Federers augmented block design, with one replication on location (the environment), was adopted. Results revealed genetic progress for grain yield and plant height, with total genetic gains of 375.87 kg ha1 and -3.90 cm, respectively, during the four selection cycles. The annual relative gain observed for grain yield was 1.54 %. The genetic potential of the population was analysed by the expected proportion of superior inbred lines. The standard adopted as the limit for obtaining superior inbred lines was the average of the checks for each trait. The genetic potential for grain yield and plant height increased during the study period. For days-to-flowering, no genetic gain occurred; however, the genetic potential of the population to generate superior inbred lines for this trait was maintained after the selection cycles.(AU)

Testes multiambientais na seleção de genótipos de arroz utilizando o modelo de regressão nos sítios ou locais / Multi-environment tests in the selection of rice genotypes using sites regression model

A análise da interação genótipo x ambiente utilizda no melhoramento de plantas tem sofrido mudanças na última década, melhorando a sua eficiência quanto à seleção dos genótipos sob diferentes condições ambientais. O objetivo deste trabalho foi analisar a produtividade e estabilidade de 12 genótipos de arroz em oito ambientes, durante os anos 2005 e 2006, na Colômbia. O delineamento utilizado foi o de blocos ao acaso com quatro repetições. Os parâmetros de estabilidade fenotípica e o agrupamento dos ambientes foram estimados pelo estudo da interação genótipo x ambiente, segundo o método SREG (Regressão nos sítios ou locais) e seu gráfico biplot (GGE). As análises estatísticas indicaram diferenças significativas (com 5 por cento de probabilidade de erro) entre genótipos e entre ambientes e significância (com 5 por cento de probabilidade de erro) da interação genótipo x ambiente, sugerindo uma resposta diferente dos genótipos nos vários ambientes. No método SREG, os dois primeiros componentes principais da interação explicaram 75,29 por cento da interação. Os genótipos 400094, 350361 e a variedade Fedearroz 50 foram considerados os de maior produtividade. Segundo o gráfico biplot GGE, os ambientes La Libertad e Escobal foram os mais favoráveis para o cultivo do arroz.(AU)

The analysis of genotype x environment interaction in plant breeding have been enlarged with new methodologies in the last decade, improving its efficiency on the selection of genotypes under different environmental conditions. The objective of this research was to analyze the yield and stability of twelve genotypes of rice, in eight environments, during the years 2005 and 2006 in Colombia. Completely randomized block designs with four replications were used. The phenotypic stability parameters and grouping of environments were estimated by the genotype-environment interaction study according to SREG (Sites Regression) method and its biplot graphic (GGE). The statistical analysis indicated significant differences (with 5 percent probability error) among genotypes and among environments. Also, it pointed out the significance (with 5 percent probability error) of the genotype-environment interaction, indicating different responses of genotypes confronted with different environments. In SREG method, the two first principal components of interactions explained 75.29 percent of the interaction. The genotypes 400094, 350361 and the variety Fedearroz were found as the highest yields. According to the biplot GGE graphic the environments La Libertad and Escobal were the ones with small variations during the years of study.(AU)

Characteristics of the root system in two Brazilian upland rice varieties which exhibit contrasting behavior towards drought tolerance / Características radiculares de duas variedades brasileiras de arroz de terras altas contrastantes quanto à tolerância ao estresse hídrico

Root system architecture plays a fundamental role in the adaptation of rice to environments subjected to abiotic stresses. This study aimed to characterize the root architecture and morphology of two Brazilian upland rice varieties which display contrasting behavior towards drought tolerance: the tolerant Catetão and susceptible Mira varieties. Two experiments were carried out under greenhouse and growth chamber conditions. The experimental design was completely randomized in a 2 × 2 factorial scheme (varieties × drought stress conditions) with four replicates. Rice varieties were subjected to control and drought conditions for 14 days. Drought stress was applied either by withholding water until the desirable soil tension was achieved or by addition of 20% polyethylene glycol 6000 (PEG) to the nutritive solution. After harvest, the dry weight, root architecture, as well as physiological and root features were assessed. Under drought stress, a higher root biomass was recorded in Catetão compared to Mira. A higher ratio of deep rooting (RDR) was observed for Catetão, while Mira remained stable in response to drought stress. The evaluated physiological features showed that the Catetão variety is less likely to compromise membrane integrity and lipid peroxidation during drought stress. Moreover, analyzed root features exhibited a significant increase in lateral root emission and root density for Catetão in response to drought treatment, which may be considered an important feature when selecting for superior genotypes.

A arquitetura do sistema radicular exibe um papel fundamental na adaptação do arroz a ambientes sujeitos a estresses abióticos. Por esta razão, este estudo teve como objetivo caracterizar a arquitetura do sistema radicular e sua morfologia em duas variedades de arroz brasileiras de sequeiro contrastantes quanto à tolerância ao estresse hídrico, Catetão (tolerante) e Mira (suscetível). Foram realizados dois experimentos, o primeiro em casa de vegetação e o segundo em câmara de crescimento. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado com quatro repetições em um esquema fatorial 2 x 2 (variedades x condições de estresse hídrico). As variedades de arroz foram submetidas a condições controle e estresse hídrico durante 14 dias. O estresse hídrico foi aplicado ao reduzir a lâmina dágua a tensão desejada no solo ou com a utilização de 20% de polietilenoglicol 6000 (PEG) na solução nutritiva. A massa seca, arquitetura do sistema radicular, características fisiológicas e características radiculares foram determinadas após a colheita. A variedade Catetão mostrou maior biomassa radicular comparada a Mira quando submetida ao estresse hídrico. Foi observado maior taxa de raízes profundas (RDR) na Catetão, enquanto a Mira permaneceu estável em resposta ao estresse hídrico. As características fisiológicas avaliadas mostraram que a variedade Catetão está menos sujeita a danos a integridade da membrana e peroxidação de lipídeos durante o estresse hídrico. Além disso, as características radiculares analisadas mostraram que a variedade Catetão apresentou um aumento significativo na emissão de raízes laterais e densidade radicular em resposta ao estresse hídrico, o que pode ser considerado como uma importante característica a ser selecionada em genótipos superiores.