Resumo
The selection of common bean (Phaseolus vulgaris L.) lines based on grain quality and mineral concentration traits will be more efficient if a minimum number of experiments is established. This study was carried out to determine whether grain quality and mineral concentration traits are significantly affected by the genotype × environment interaction; to estimate heritability and genetic gain in individual and combined experiments; and to select superior common bean lines considering a minimum number of experiments. A total of 17 common bean genotypes were evaluated in four experiments. Grain quality was determined through seven traits, and the concentration of six minerals was analyzed by acid digestion. Statistical analyses were completed using data obtained from both individual (I, II, III and IV) and combined (I and II; I, II and III; and I, II, III and IV) experiments. Except for the potassium concentration, all traits showed a significant genotype × environment interaction effect. Heritability and genetic gain estimates of grain quality and mineral concentration traits varied when the data were obtained from one or more experiments. Genetic gain may be inflated because of the data being based on one or two experiments. Four carioca bean (BRS MG Uai, LP 09-33, LEC 01-16 and Pérola) and four black bean (TB 02-19, CHP 04-239-52, TB 03-11 and IAC Netuno) genotypes were selected for their high grain quality and mineral concentration based on four experiments. Data from at least four experiments should be used to select common bean lines superior in grain quality and mineral concentration traits to increase the efficiency of simultaneous selection.
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Phaseolus/genética , Phaseolus/química , Meio Ambiente , Minerais na DietaResumo
O Brasil tem enfrentado sérios problemas com o abastecimento de fertilizantes potássicos nos últimos anos. Isso tem causado a elevação dos preços e até mesmo escassez do principal fertilizante potássico utilizado pelos produtores, o cloreto de potássio. Por isso, o objetivo do presente trabalho foi avaliar um silicato de potássio nacional (K6) como fonte alternativa ao uso do cloreto de potássio para a cultura do feijão-vagem. Para tanto, sementes de feijão-vagem cv. Macarrão Rasteiro foram semeadas a campo em espaçamento de 0,50 x 0,20 m. Empregou-se o delineamento em blocos ao acaso com quatro tratamentos e cinco repetições. Os tratamentos foram constituídos da seguinte maneira: (i) testemunha sem adubação potássica; (ii) cloreto de potássio; (iii) silicato de potássio K6; (iv) 50% cloreto de potássio + 50% K6. Os fertilizantes foram aplicados no momento da semeadura e as doses determinadas com base na análise de solo e nas recomendações para a cultura. Foi realizada avaliação de altura de plantas, massa fresca e seca da parte aérea, massa fresca e seca de vagens, estimativa de produtividade e ocorrência de oídio, através de notas de severidade. Verificou-se que não houve influência da adubação potássica sobre o crescimento das plantas. De maneira geral, a produtividade de vagens apresentou baixa influência da adubação. Entretanto, a produtividade total de vagens foi maior em plantas adubadas com K6 em comparação a plantas adubadas com cloreto de potássio. A aplicação de K6 também contribuiu para a redução da severidade de oídio. Dessa forma, nós concluímos que o K6 é uma fonte de potássio viável em substituição ao cloreto de potássio para o feijão-vagem. (AU)
Brazil has faced serious problems with the supply of potassium fertilizers in recent years. This has caused prices to rise and even shortages of the main potassium fertilizer used by producers, potassium chloride. Therefore, the objective of the present work was to evaluate a national potassium silicate (K6) as an alternative source to the use of potassium chloride for the green beans crop. For this purpose, green beans seeds cv. Macarrão Rasteiro were sown in the field at a spacing of 0.50 x 0.20 m. A randomized block design with four treatments and five replications was used. The treatments were constituted as follows: (i) control without potassium fertilization; (ii) potassium chloride; (iii) potassium silicate - K6; (iv) 50% potassium chloride + 50% K6. Fertilizers were applied at the time of sowing and doses were determined based on soil analysis and recommendations for the crop. Plant height, shoot fresh and dry mass, pod fresh and dry mass, yield estimation and occurrence of powdery mildew were evaluated through severity scores. It was found that in terms of plant growth, there was no influence of potassium fertilization on plant growth. In addition, pod productivity showed a reduction throughout the evaluation period and little influence of fertilization. However, total pod productivity was higher in plants that received K6 compared to plants fertilized with potassium chloride. The application of K6 also contributed to the reduction of powdery mildew severity. Thus, we conclude that K6 is a viable source of potassium in substitution of potassium chloride for the green beans.(AU)
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Silicatos/administração & dosagem , Phaseolus/fisiologia , Fertilizantes/efeitos adversos , PotássioResumo
A study was undertaken comparing the water requirements of two common bean ( Phaseolus vulgaris L.) cultivars to generate specific recommendations aimed at optimizing water use. To accomplish this work, the agronomic performance, responsiveness to water and water productivity of these two common bean cultivars of determinate and indeterminate growth habits were identified. The 2-year experiment was carried out during the winter growing season in the southeast of Brazil. Cultivars IAC Imperador, with an early season of determinate growth habit, and IPR Campos Gerais, having a mid-season of indeterminate growth habit, were subjected to five irrigation levels (54, 70, 77, 100, and 132 % of the crop evapotranspiration). Water deficit affected agronomic performance, reducing plant height (by up to 29 %), leaf area index (by up to 40 %), soil cover fraction (by up to 28 %), and grain yield (GY - by up to 31 %), in both cultivars. In contrast, excess water was more detrimental to cultivar IAC Imperador. Cultivar IPR Campos Gerais produced 18 % more than GY, showing superior water productivity and response to irrigation depth than IAC Imperador. Out of all the variables evaluated, the soil cover fraction correlated the most with grain yield in both common bean cultivars during the 2-year study. In other words, cover fraction evaluation in common bean allows for estimating crop production potential, which helps producers and technicians in their decision making regarding management practices. Thus, a cultivar directly affects water use in common bean production, thereby suggesting the need for a or water conservation strategy and sustainability of irrigated common bean production.(AU)
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Phaseolus/fisiologia , Irrigação Agrícola/métodos , 24444 , Recursos HídricosResumo
Genotype x environment interactions represent a major challenge in identifying and selecting genotypes responsive to different climate and soil conditions. This research evaluated and selected pre-cultivars of carioca bean and early carioca bean based on adaptability, stability, and grain yield. In the 2014 crop season, two regional competition trials were conducted in the state of Pernambuco: carioca beans (14 genotypes in Arcoverde, Belém de São Francisco, Caruaru and São João) and early carioca beans (11 genotypes in Araripina, Arcoverde, and Caruaru) and, in the 2015 crop season, with early carioca beans (11 genotypes in Araripina, Arcoverde, and Brejão). Parameters were estimated by mixed models, and the selection was performed using the Harmonic Mean of Relative Performance of Genetic Values (HMRPGV) method following three strategies: i) selection based on predicted genetic value with no interaction; ii) selection according to predicted genetic value considering each location; and iii) simultaneous selection for grain yield, adaptability, and stability. The environments influenced the phenotypic expression of the carioca and early carioca bean genotypes, representing a specific adaptation. The genotypes BRS Notável, BRS Estilo and BRS Pérola, of carioca beans, and CNFC 15875, BRS Notável and CNFC 15630, of early carioca beans, had the best results in the environments tested, regarding, simultaneously, adaptability to different soil and climate conditions, performance stability, and grain yield.
A interação genótipo x ambiente representa um grande desafio na identificação e seleção de genótipos responsivos às diversas condições de clima e solo. O objetivo deste trabalho foi avaliar e selecionar pré-cultivares de feijão carioca e feijão carioca precoce com base na adaptabilidade, estabilidade e produtividade de grãos. Na safra 2014 foram conduzidos dois ensaios regionais de competição no estado de Pernambuco: feijão carioca (14 genótipos em Arcoverde, Belém de São Francisco, Caruaru e São João) e feijão carioca precoce (11 genótipos em Araripina, Arcoverde e Caruaru) e na safra de 2015 com feijão carioca precoce (11 genótipos, em Araripina, Arcoverde e Brejão). Os parâmetros foram estimados por meio de modelos mistos e a seleção foi realizada pelo método da Média Harmônica do Desempenho Relativo dos Valores Genéticos (MHPRVG), adotando-se três estratégias: i) seleção com base no valor genético predito, sem interação; ii) seleção com base no valor genético predito, considerando cada local; iii) seleção simultânea quanto à produtividade de grãos, adaptabilidade e estabilidade. Observou-se que os ambientes influenciaram na expressão fenotípica dos genótipos de feijão carioca e carioca precoce, configurando adaptação específica. Os genótipos BRS Notável, BRS Estilo e BRS Pérola, de feijão carioca, e CNFC 15875, BRS Notável e CNFC 15630, de feijão carioca precoce, apresentaram os melhores desempenhos nos ambientes testados, considerando-se, simultaneamente, a adaptabilidade a diferentes condições edafoclimáticas, estabilidade de desempenho e produtividade de grãos
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Seleção Genética , Phaseolus/genética , Perfil Genético , GenótipoResumo
Fusarium wilt (Fusarium oxysporum f. sp. phaseoli) is one of the most common diseases in the common bean (Phaseolus vulgaris) crop, and the most viable alternative for its control is the use of resistant cultivars. However, the number of "carioca" cultivars, the most important commercial group in Brazil, which has a good level of resistance to this disease, is still low. To obtain populations with a higher degree of resistance, seven parents with different levels of resistance to Fusarium and which produce carioca grains were crossed in a complete diallel design. The 21 segregating populations obtained were evaluated in the years/generations 2012/F3, 2013/F4, and 2014/F5 in experiments in Santo Antônio de Goiás, GO, in the winter crop season (sowing in May), together with the check cultivars BRS Notável (resistant) and BRS Cometa (susceptible) in an area naturally infested with Fusarium oxysporum f. sp. phaseoli, under a center pivot irrigation system. Reaction to Fusarium wilt, yield, and 100-seed weight were evaluated. Additive and non-additive effects contributed to control of reaction to Fusarium wilt, yield, and 100-seed weight. The statistically negative general combining ability (gi) estimates for BRS Notável (-0.51), CNFC 15872 (-0.20), IPR Juriti (-0.18), and BRSMG Talismã (-0.13) indicate that these parents are recommended for obtaining populations more resistant to Fusarium wilt. Among them, cultivar BRS Notável also showed a statistically positive gi estimate for grain yield (87.90). Among the parents recommended for resistance to Fusarium wilt, cultivars IPR Juriti (0.99) and BRS Notável (0.23) are those that most contributed to obtaining populations with larger-sized beans. Cultivar BRS Notável is the most promising parent for participation in new crossing blocks, showing non-zero gi estimates for all traits, favoring an increase in resistance to Fusarium wilt, yield, and 100-seed weight. Populations BRS Notável / CNFC 15872, BRS Ametista / BRS Notável, BRS Notável / BRSMG Talismã, and BRS Ametista / BRSMG Talismã showed good mean values for reaction to Fusarium wilt, yield, and 100-seed weight and at least one parent with a good general combining ability estimate for resistance to Fusarium wilt. These four populations are promising for obtaining lines with superior performance for resistance to Fusarium wilt, yield, and larger-sized grains.
A murcha de fusário (Fusarium oxysporum f. sp. phaseoli) é uma das doenças mais importantes para a cultura do feijão (Phaseolus vulgaris) e a alternativa mais viável para o seu controle é a utilização de cultivares resistentes. No entanto, o número de cultivares do grupo comercial carioca, que é o mais importante no Brasil, com bom nível de resistência à essa doença ainda é pequeno. Para a obtenção de populações com maior grau de resistência, sete genitores com diferentes níveis de resistência à murcha de fusário e grãos do tipo carioca foram intercruzados em esquema de dialelo completo. As 21 populações segregantes obtidas foram avaliadas nos anos/gerações 2012/F3, 2013/F4 e 2014/F5, em experimentos em Santo Antônio de Goiás, GO, na época do inverno (semeadura em maio), juntamente com as testemunhas BRS Notável (resistente) e BRS Cometa (suscetível), em área naturalmente infestada com Fusarium oxysporumf. sp. phaseoli, sob irrigação com pivô central. Foram avaliadas a reação à murcha de fusário, produtividade e massa de 100 grãos. Os efeitos aditivos e não aditivos contribuíram no controle da reação à murcha de fusário, produtividade e massa de 100 grãos. As estimativas da capacidade geral de combinação (gi) negativas e diferentes de zero para BRS Notável (-0,51), CNFC 15872 (-0,20), IPR Juriti (-0,18) e BRSMG Talismã (-0,13), indicaram que estes genitores são recomendados para a obtenção de populações mais resistentes à murcha de fusário e entre eles, a cultivar BRS Notável mostrou também estimativa de gi positiva e diferente de zero para produtividade de grãos (87,90). Entre os genitores recomendados para resistência à murcha de fusário, as cultivares IPR Juriti (0,99) e BRS Notável (0,23) são as que mais contribuíram na obtenção de populações com maior tamanho de grãos. A cultivar BRS Notável é o genitor mais promissor para participar de novos blocos de cruzamentos, apresentando estimativas de gi diferentes de zero para todos os caracteres, favorecendo o incremento da resistência à murcha de fusário, produtividade e massa de 100 grãos. As populações BRS Notável / CNFC 15872, BRS Ametista / BRS Notável, BRS Notável / BRSMG Talismã e BRS Ametista / BRSMG Talismã apresentaram boas médias para reação à murcha de fusário, produtividade e massa de 100 grãos, e pelo menos um genitor com boa estimativa da capacidade geral de combinação para resistência à murcha de fusário. Estas quatro populações são promissoras para a obtenção de linhagens superiores para resistência à murcha de fusário, produtividade e maior tamanho de grãos.
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Doenças das Plantas , Phaseolus , Desenvolvimento Vegetal , Fusarium/patogenicidadeResumo
Salinity is a major abiotic stress that adversely affects several physiological and biochemical aspects of plants. Antioxidants can be used as a potential remediation mechanism to promote plant resilience. Therefore, the objective of the present study was to evaluate increasing doses of the antioxidant lycopene on the germination and initial growth of common bean seedlings under conditions of salt stress. Seeds were treated with the following lycopene concentrations: 0.018; 0.036; 0.072; 0.144; and 0.288 g L-1 and two controls (negative and positive) and evaluated under two growth conditions (without and with salt stress) for physiological quality and pigment content. Data were analyzed by completely randomized design, in 2 x 7 factorial (two growth conditions, with paper towel moistened with water or salt solution x seven treatments, including five lycopene doses and two controls), in four replicates of 50 seeds by concentration. With the results of the analysis of variance, growth conditions (without and with salt stress) were compared by the Tukey test (5%), and the effects of lycopene doses were analyzed by polynomial regression. Lycopene promoted tolerance of bean seeds to salt stress and had a positive influence on the attenuation of salt harmful effects to the initial growth of seedlings, mainly at the doses of 0.072 g L-1 and 0.144 g L-1.(AU)
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Estresse Fisiológico , Phaseolus/fisiologia , Phaseolus/química , Licopeno , Estresse Salino , Salinidade , AntioxidantesResumo
Common bean is a worldwide important crop. The development of varieties with durable resistance to diseases is a major challenge in common bean breeding. The present study aimed at evaluating the phenotypic and molecular selection of anthracnose resistance in a population obtained by assisted backcrossing from IAC Formoso (resistant, donor parent) × BRS Pérola (susceptible, recurrent parent). Nine microsatellites (SSRs) and one Sequence Tagged Sites (STS) markers previously linked to ANT resistance were used to genotype this progeny, and the results showed that the selection of the genotypes closest to the donor parent in the BC1F1 population decreased the number of backcrossing cycles necessary to obtain advanced isogenic lines, potentiating the use of this tool for early selection of resistant cultivars. A total of 31 % of the BC1F1 progeny was selected and backcrossed again. The progeny derived from the second backcross (BC2F3) was selected for the Carioca grain ideotype, and 42 % of the genotypes showed high resistance to anthracnose under controlled conditions of infection for races 65 and 81. Superior resistant plants were selected and evaluated under natural conditions of infection to fusarium wilt and angular leaf spot, allowing the selection of two inbred lines with higher resistance to anthracnose, fusarium wilt, angular leaf spot and postharvest quality traits such as yield, 100 seed weight, L value at seed harvest grain darkening and cooking time. The approach outlined in this paper proved to be effective to simultaneously select for disease resistance without losing technological quality aspects of the bean.
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Phaseolus/genética , Endogamia , Repetições de Microssatélites , FusariumResumo
The supply of nitrogen (N) to the carioca bean plant via inoculation with Rhizobium tropici can prevent competition with the weed community by allowing the crop to absorb the nutrient available in the soil. On this basis, this study proposes to examine the period before weed interference (PBI) in the carioca bean plant following inoculation with R. tropici or N topdressing. The experiments were carried out under field conditions during the summer seasons of 2014 and 2015. A randomized-block experimental design with four replicates was adopted, in a 2 × 11 factorial arrangement (common bean plant inoculated or topdressed with N × 11 periods of coexistence with weeds, namely, 0, 7, 14, 21, 28, 35, 42, 49, 56, 63, or 90 days after emergence [DAE]). Nitrogen topdressing increased the crop's tolerance to coexist with weeds from 6 to 14 DAE, compared with inoculation with R. tropici The PBI for the inoculated common bean plant was 24 and 16 DAE in the years 2014 and 2015, respectively. For the N-topdressed plant, the PBI was 30 DAE in both years.(AU)
O fornecimento do nitrogênio ao feijoeiro carioca via inoculação com Rhizobium tropici pode evitar a competição com a comunidade de plantas daninhas pela absorção do nutriente disponível no solo. Portanto, o objeto deste estudo foi avaliar o período anterior à interferência (PAI) no feijoeiro carioca com inoculação com R. tropici e com adubação nitrogenada em cobertura. Os experimentos foram conduzidos em condições de campo durante as safras de verão de 2014 e de 2015. O delineamento experimental foi de blocos casualizados com quatro repetições em esquema fatorial 2x11 (feijoeiro com inoculação ou com adução nitrogenada em cobertura x 11 períodos de convívio com as plantas daninhas: 0, 7, 14, 21, 28, 35, 42, 49, 56, 63 e 90 dias após a emergência (DAE). A adubação nitrogenada em cobertura aumentou a capacidade da cultura em conviver com as plantas daninhas de 6 a 14 DAE quando comparada a inoculação com R. tropici. O PAI para o feijoeiro inoculado foi de 24 e 16 DAE em 2014 e 2015, respectivamente. Para o feijoeiro com adubação nitrogenada em cobertura o PAI foi de 30 DAE em ambos os anos.(AU)
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Produtos Agrícolas , Phaseolus , Rhizobium tropici/crescimento & desenvolvimento , Plantas Daninhas , NitrogênioResumo
Bacterial wilt of the common bean caused by Curtobacterium flaccumfacienspv. flaccumfaciensresults in economic losses. The aim of this study was to analyze the colonization of C. flaccumfaciens pv. flaccumfaciens in resistant, moderately resistant, and susceptible genotypes of common bean plants. The genotypes OuroBranco and IPA 9 (resistant), Diacol Calima (moderately resistant), and CNFRS 11997 and CNFP 10429 (susceptible) were inoculated in the epicotyl, with 100 µL of bacterial suspension of the BRM 14933(Cff25). Disease severity was evaluated 21 days after inoculation (DAI), on a scale from 1 to 9. Plant samples were prepared for scanning electron microscopy analyses. Ouro Branco and IPA 9 (resistant) plants exhibited low colonization, the formation of filaments surrounding bacterial cells and vestures more developed in the pit the xylem vessels. Diacol Calima (moderately resistant) plants presented lower levels of colonization and filament formation than that of resistant cultivars. CNFC 10429 and CNFRS 11997 (susceptible) showed high levels of colonization in the xylem and vessel obstruction, preventing water and nutrient flow, which explains the symptoms of wilt and plant death. Thus, resistance to C. flaccumfacienspv. flaccumfacienscan be explained by plant's capacity to limit pathogen propagation as a post-formed defense mechanismin this pathosystem.(AU)
Curtobacterium flaccumfaciens pv. flaccumfaciensé causadora da murcha-de-curtobacterium, responsável por perdas econômicas.O objetivo deste estudo foi analisara colonização de C. flaccumfaciens pv. flaccumfaciensem genótipos de feijoeiro comumresistente, moderamente resistente e suscetível. Ouro Branco e IPA 9 (resistente), Diacol Calima (moderadamente resistente), CNFRS 11997 e CNFP 10429 (suscetíveis) foram inoculados,no epicótilo,com 100 µL de suspensão bacteriana do isolado BRM 14933(Cff25). A severidade da doença foi avaliada 21 dias após a inoculação, utilizando a escala de 1 a 9. As amostras para MEV foram desidratadas em série alcoólica, secas em ponto crítico com dióxido de carbono (CO2), banhadas em ouro e analisadas em microscópio eletrônico de varredura. As plantas de Ouro Branco e IPA 9 (resistentes) exibiram baixa colonização, formação de filamentos envolvendo células bacterianas e guarnições mais desenvolvidas nas pontoaçõesdos vasos do xilema. Diacol Calima (moderadamente resistente) apresentou menor colonização e formação de filamentos do que as cultivares resistentes. Os genótipos CNFC 10429 e CNFRS 11997 (suscetíveis) mostraram grande colonização no xilema, com vasos obstruídos, impedindo o fluxo de água e nutrientes, explicando os sintomas de murcha e morte da planta. Portanto, a resistência à C. flaccumfacienspv. flaccumfacienspode ser explicada pela capacidade da planta em limitar a multiplicação do patógeno como um mecanismo de defesa celular, sugerindo que este é um dos fatores de resistência estrutural pós-formado que ocorre nesse patossistema.(AU)
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Infecções por Actinomycetales/diagnóstico , Phaseolus/microbiologia , Actinomycetales/genéticaResumo
The study of bean sowing density and the level of economic damage (EDL) caused by alexandergrass (Urochloa plantaginea) are important tools for adequately adopting the integrated management of this weed and, thus, producing food with higher quality and less pesticide residue. Therefore, the objective of this work was to evaluate the interference and the level of the economic damage of alexandergrass in competition with the common bean, estimated as a function of sowing densities of the crop and the weed. The bean cultivar IPR Uirapuru was used. The treatments consisted of four bean densities (140,000; 180,000; 220,000 and 260,000 plants ha-1, respectively) and alexandergrass that varied from 0 to the maximum of 104 plants m-2. The experiment was installed in a Red Aluminoferric Latosol, at the experimental area of the Federal University of the Southern Border, campus Erechim/RS, on 10/31/2016. We used the rectangular hyperbola model to describe the relationship between the loss of bean grain yield and the explanatory variables of plant density (DP), soil cover (CS), leaf area (AF) and shoot dry matter (MS). Therefore, the variables CS and DP can be used instead of AF and MS to estimate grain yield losses in common beans. The density of 260,000 plants ha-1of bean showed greater competitiveness with alexandergrass and the highest values of EDLs, justifying the adoption of weed control management at higher densities.
O estudo da densidade de semeadura do feijoeiro e do nível de dano econômico (NDE) ocasionado pelo papuã (Urochloa plantaginea) são ferramentas importantes para a adoção do manejo integrado dessa planta daninha e, assim, produzir um alimento com maior qualidade e menor resíduo de agrotóxico. Diante disso, objetivou-se com o trabalho avaliar a interferência e o nível de dano econômico do papuã em competição com o feijoeiro, estimados em função de densidades de semeadura da cultura e da planta daninha. Os tratamentos foram compostos por densidades do feijoeiro, cultivar IPR Uirapuru (140.000, 180.000, 220.000 e 260.000 plantas ha-1) e do papuã que variaram de 0 até o máximo de 104 plantas m-2. O experimento foi implantado em um Latossolo Vermelho Aluminoférrico típico na área experimental da Universidade Federal da Fronteira Sul, campus Erechim/RS, em 31/10/2016. Para descrever a relação entre a perda de produtividade de grãos do feijoeiro e as variáveis explicativas; densidade de plantas (DP), cobertura do solo (CS), área foliar (AF) e massa seca da parte aérea (MS), usou-se o modelo da hipérbole retangular. As variáveis CS e DP podem ser usadas em substituição a AF e a MS para estimar as perdas de produtividades de grãos do feijoeiro. A densidade de 260.000 plantas ha-1do feijoeiro apresentou maior competitividade com o papuã e os maiores valores de NDEs, justificando aadoção de medidas de controle da planta daninha em densidades mais elevadas.
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Comportamento Competitivo , Phaseolus/crescimento & desenvolvimento , Plantas Daninhas , Poaceae , Fatores EconômicosResumo
Climate change has caused major changes in abiotic factors, with water stress as the greatest threat to agricultural production. The measures aimed at alleviating the problems caused by this limiting production factor have occurred through the adoption of sustainable strategies, especially microbial biotechnology, which uses the interactions between the microorganism and the plant, ensuring productive quality and inducing plant resistance to stresses biotic and abiotic. The objective of the present work was to evaluate the biological nitrogen fixation and the development of bean seedlings, with co-inoculation of two types of inoculants, which were subjected to water stress by different pot capacities. The experiment was conducted in a greenhouse, at Universidade Paranaense - UNIPAR, from April to June 2019. The experimental design was completely randomized (DIC), with 5 replications, 16 treatments and 80 experimental units. The cultivar used was SCS Riqueza. The parameters evaluated were pot capacity (25%, 50%, 75% and 90%); small, large and total nodules, shoot and root length, dry and fresh weight, total carbon and nitrogen. The evaluation of the morphological parameters of the bean seedlings indicated that the co- inoculation technique promoted beneficial effects for the dry mass parameters of shoot, nodule and root. The analysis of the percentage of carbon and nitrogen in the tissues of the seedlings provided an increase in the concentration of these elements in treatments that involved co-inoculation (Azospirillum brasilensis and Rhizobium tropici) with pot capacities of 25 and 75% (CV), demonstrating that the association of microorganisms is beneficial in the limiting water situation.(AU)
A mudança climática tem causado grandes mudanças nos fatores abióticos, sendo o estresse hídrico a maior ameaça à produção agrícola. As medidas destinadas a aliviar os problemas causados por este fator limitante de produção ocorreram através da adoção de estratégias sustentáveis, especialmente a biotecnologia microbiana, que utiliza as interações entre o microorganismo e a planta, garantindo a qualidade produtiva e induzindo a resistência da planta ao estresse biótico e abiótico. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a fixação biológica de nitrogênio e o desenvolvimento de mudas de feijão, com co-inoculação de dois tipos de inoculantes, que foram submetidos ao estresse hídrico por diferentes capacidades de vaso. A experiência foi realizada em uma estufa, na Universidade Paranaense - UNIPAR, de abril a junho de 2019. O projeto experimental foi completamente randomizado (DIC), com 5 réplicas, 16 tratamentos e 80 unidades experimentais. A cultivar utilizada foi a SCS Riqueza. Os parâmetros avaliados foram a capacidade do vaso (25%, 50%, 75% e 90%); nódulos pequenos, grandes e totais, comprimento do rebento e da raiz, peso seco e fresco, carbono total e nitrogênio. A avaliação dos parâmetros morfológicos das mudas de feijão indicou que a técnica de co-inoculação promoveu efeitos benéficos para os parâmetros de massa seca do turião, nódulo e raiz. A análise da porcentagem de carbono e nitrogênio nos tecidos das mudas proporcionou um aumento na concentração destes elementos nos tratamentos que envolveram a co-inoculação (Azospirillum brasilensis e Rhizobium tropici) com capacidades de vaso de 25 e 75% (CV), demonstrando que a associação de microorganismos é benéfica na situação limite da água.(AU)
El cambio climático ha provocado importantes cambios en los factores abióticos, siendo el estrés hídrico la mayor amenaza para la producción agrícola. Las medidas encaminadas a paliar los problemas causados por este factor limitante de la producción se han producido mediante la adopción de estrategias sostenibles, especialmente la biotecnología microbiana, que utiliza las interacciones entre el microorganismo y la planta, asegurando la calidad productiva e induciendo la resistencia de la planta a los estreses bióticos y abióticos. El objetivo del presente trabajo fue evaluar la fijación biológica de nitrógeno y el desarrollo de plántulas de frijol, con la co-inoculación de dos tipos de inoculantes, que fueron sometidos a estrés hídrico por diferentes capacidades de maceta. El experimento se realizó en un invernadero, en la Universidade Paranaense - UNIPAR, de abril a junio de 2019. El diseño experimental fue completamente al azar (DIC), con 5 repeticiones, 16 tratamientos y 80 unidades experimentales. El cultivar utilizado fue SCS Riqueza. Los parámetros evaluados fueron capacidad de maceta (25%, 50%, 75% y 90%); nódulos pequeños, grandes y totales, longitud de brotes y raíces, peso seco y fresco, carbono y nitrógeno total. La evaluación de los parámetros morfológicos de las plántulas de frijol indicó que la técnica de coinoculación promovió efectos beneficiosos para los parámetros de masa seca de brotes, nódulos y raíces. El análisis del porcentaje de carbono y nitrógeno en los tejidos de las plántulas proporcionó un aumento en la concentración de estos elementos en los tratamientos que involucraron la coinoculación (Azospirillum brasilensis y Rhizobium tropici) con capacidades de maceta de 25 y 75% (CV), demostrando que la asociación de microorganismos es beneficiosa en la situación de agua limitante.(AU)
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Azospirillum brasilense/fisiologia , Phaseolus/fisiologia , Rhizobium tropici/fisiologia , Desidratação , Fixação de Nitrogênio/fisiologiaResumo
Seed germination is a complex process controlled by many factors, in which physical and biochemical mechanisms are involved and the mobilization of reserves is crucial for this process to occur. Although, seed reserve mobilization is usually thought to be a post-germination process, seed reserve proteins mobilization occurs during germination. This study quantified seed proteins of bean genotypes during different hydration times, in order to understand the process of protein mobilization and whether there is relationship of this biochemical component with seed vigor. This study was conducted using seeds with different levels of vigor, genotypes with highest (13, 42, 55 and 81) and lowest (07, 23, 44, 50, IPR-88-Uirapurú and Iapar 81) physiological quality. High vigor genotypes showed greater efficiency in hydrolysis and mobilization of protein component, because they presented low globulins content in cotyledons at radicle protrusion in relation to low vigor genotypes (07, 23 and 50). The protein alpha-amylase inhibitor, observed in all genotypes, is involved with the longer time needed for radicle protrusion, according to the band intensity difference in genotypes 07, 44 and Iapar 81.
A germinação de sementes é um processo complexo controlado por muitos fatores, nos quais mecanismos físicos e bioquímicos estão envolvidos e a mobilização de reservas é decisiva para que esse processo ocorra. Embora a mobilização de reservas de sementes seja considerada um processo pós-germinativo, a mobilização das proteínas de reserva de sementes ocorre durante a germinação. Este estudo teve como objetivo quantificar as proteínas de sementes de genótipos de feijão durante os diferentes tempos de hidratação, a fim de compreender o processo de mobilização proteica e se há relação desse componente bioquímico com o vigor das sementes. Este estudo foi realizado utilizando sementes com diferentes níveis de vigor, genótipos com maior (13, 42, 55 e 81) e menor (07, 23, 44, 50, IPR-88-Uirapurú e Iapar 81) qualidade fisiológica. Os genótipos de alto vigor apresentaram maior eficiência na hidrólise e mobilização do componente proteico, pois apresentaram baixo teor de globulinas nos cotilédones na protrusão radicular em relação aos genótipos de baixo vigor (07, 23 e 50). A proteína inibidora da alfa-amilase, observada em todos os genótipos, está envolvida com o maior tempo necessário para a protrusão da radícula, de acordo com a diferença de intensidade da banda nos genótipos 07, 44 e Iapar 81.
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Sementes/química , Variação Genética/genética , Proteínas/análise , Phaseolus/embriologia , Espectrometria de Massas , Eletroforese em Gel de PoliacrilamidaResumo
The aim of this study was to select traditional accessions, compose a core collection of common bean, and assess the representativeness of the collection in relation to the base collection accommodated in the BAG of Embrapa using analysis strategies for multivariate models. We used data characterizing 2903 accessions from collections representing all geographic areas of Brazil regarding three morphologic descriptors (seed color, growth habit type, and seed size) and four ecogeographic descriptors (geographical areas, states, altitudes, and soil classes). A set of 400 accessions were selected using multivariate models applied to the data transformed in multibinary values. The accessions sampled had maximum similarity (100%) to the traditional collection, phenotypic diversity, and representative heterogeneity in relation to the traditional collection. In the core collection, the accessions represented 9.5% of the traditional accessions and were equivalent to 3% of the accessions of the base collection. Thus, it is possible to form a core collection that is representative of the base collection regarding genetic diversity and the conservation of rare alleles.
O objetivo deste trabalho foi selecionar acessos tradicionais, compor uma coleção nuclear de feijoeiro comum e avaliar sua representatividade em relação à coleção base de coletas hospedadas no BAG da Embrapa. Utilizando dados de caracterização de 2903 acessos de coletas representando todas as regiões geográficas do Brasil quanto a três descritores morfológicos (cor de semente, tipos de crescimento e tamanho de semente) e quatro descritores ecogeográficos (regiões geográficas, unidades federativas, altitudes e classes de solos), foram selecionados 400 acessos utilizando modelos multivariados aplicados aos dados transformados em valores multibinários. Os acessos amostrados apresentaram similaridade máxima (100%) com a coleção tradicional, diversidade fenotípica e heterogeneidade representativa em relação à coleção tradicional. Na coleção nuclear, os acessos representaram 9,5% dos acessos tradicionais e equivalem a 3% dos acessos da coleção base. Com isso conclui-se que é possível formar uma coleção nuclear representativa da coleção base, no que diz respeito à diversidade genética e a conservação de alelos raros.
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Heterogeneidade Genética , Phaseolus/genética , Banco de Sementes , Variação Biológica da População/genética , Análise MultivariadaResumo
The present study aimed to isolate endophilic fungi from plant tissues (leaves, stems and roots) of beans, in addition to identifying them at the genus level. The experiment was conducted at IDR-Londrina. Bean samples were collected at the Londrina Research Station and at UENP-Bandeirantes. The leaves, stems and roots were separated; fragments of 5 mm diameter were cut and disinfested. They were later transferred to BDA culture medium. The plates were incubated at room temperature for seven days for growth of the microorganisms present. The presence and absence, colonization rate (TC) for each tissue and gender identification of fungi were evaluated. The experiment was conducted in a completely randomized design, with five replications. Forty-eight endophilic isolates were found, 13 in root, 17 in stem and 18 in leaf. CT ranged from 17-100% (leaf), 17-83% (stem) and 16-100% (root). The genus Alternaria sp. and Cladosporium sp. have greater specificity with the leaf and stem, Penicillium sp. root and stem. The genera Fusarium sp. and Aspergillus sp. are found in all organs, Curvularia sp., Nigrospora sp. and Thichoderma sp. demonstrated leaf specificity, Macrophomina sp. the root, and Colletotrichum sp. to the stem. Thus, the identified fungi present potential for future studies in their application in the biocontrol of various plant diseases.
O presente estudo teve como objetivo realizar o isolamento de fungos endofíticos dos tecidos vegetais (folhas, caules e raízes) de feijão, além de identifica-los a nível de gênero. O experimento foi conduzido no IDR-Londrina. Amostras de feijão foram coletadas na Estação de Pesquisa de Londrina e na UENP-Bandeirantes. Foram separadas as folhas, caules e raízes, cortados fragmentos de 5 mm diâmetro e desinfestados. Posteriormente foram transferidos para meio de cultura BDA. As placas foram incubadas à temperatura ambiente por sete dias, para crescimento dos microrganismos presentes. Foram avaliados a presença e ausência, taxa de colonização (TC) para cada tecido e identificação a nível de gênero dos fungos. O experimento foi conduzido em delineamento inteiramente casualizado, com cinco repetições. Encontrou-se 48 isolados endofíticos, sendo 13 em raiz, 17 em caule e 18 em folha. A TC variou de 17-100% (folha), de 17-83% (caule) e 16-100% (raiz). O gênero Alternaria sp. e Cladosporium sp. apresentam especificidade maior com a folha e caule, o Penicillium sp. com raiz e caule. Os gêneros Fusarium sp. e Aspergillus sp. são encontrados em todos os órgãos, Curvularia sp., Nigrospora sp. e Thichoderma sp. demonstraram especificidade em folha, Macrophomina sp. a raiz, e Colletotrichum sp. ao caule. Dessa forma, os fungos identificados apresentam-se com potencial para futuros estudos em sua aplicação no biocontrole de diversas doenças de plantas.
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Phaseolus/microbiologia , Endófitos , Fungos/classificação , Sementes/microbiologia , Caules de Planta , Raízes de Plantas , Folhas de PlantaResumo
Enhanced-efficiency fertilizers, which provide a reduction in nitrogen (N) losses, can be a viable alternative for the anticipation of topdressing for the moment of sowing, besides reducing operations for the rural producer. This study aimed to determine the effect of the period of application of enhanced-efficiency nitrogen fertilizers on the grain yield of corn and common bean in the Cerrado region in the direct seeding system. The experiment was carried out during two crop seasons (2019/2020 and 2020/2021), under field conditions. The completely randomized blocks experimental design was used, being arranged in a 2x4+1 factorial, with four replicates. Treatments consisted of the combination of the following two periods of nitrogen application: at sowing and recommended (four open leaves of corn and third trefoil in beans); and of the four following types of nitrogen fertilizers: 1. urea + NBPT + Zeolite; 2. urea + B + Cu + Zeolite; 3. Super N; and 4. Urea. Additionally, a control treatment (without N) was included. Nitrogen values for application in the treatments were adjusted so that 150 kg ha¹ N was applied to the corn, cultivated in summer, and 90 kg ha N was applied to the common bean, cultivated in winter. It was concluded that nitrogen sources and period of nitrogen application did not affect corn grain yield, yield components, and common bean grain yield. The application of nitrogen in corn or common bean provided significant increases in crop grain yield.
Os fertilizantes com eficiência aumentada, que proporcionam redução das perdas de nitrogênio (N), podem ser alternativas viáveis para proporcionar a antecipação da adubação de cobertura para a semeadura e reduzir operações para o produtor rural. O objetivo do trabalho foi determinar o efeito da época de aplicação de fertilizantes nitrogenados de eficiência aumentada nas produtividades de grãos do milho e feijão-comum na região do Cerrado no sistema de semeadura direta. O experimento foi desenvolvido durante duas safras agrícolas, 2019/2020 e 2020/2021, em condições de campo. O delineamento experimental foi em blocos completos casualizados, no esquema fatorial 2x4+1, com quatro repetições. Os tratamentos constaram da combinação de duas épocas de aplicação de nitrogênio, semeadura e recomendada (quarta folhas aberta no milho e terceiro trifólio no feijão) com quatro tipos de fertilizantes nitrogenados (1. ureia + NBPT + Zeólita), 2. (ureia + B + Cu + Zeólita), 3. Super N e 4. Ureia). Adicionalmente foi incluído um tratamento controle (sem N). No milho, cultivado no verão, aplicou-se 150 kg ha² de N e no feijão-comum, cultivado no inverno, aplicou-se 90 kg ha¹ de N. Concluiu-se que as fontes nitrogenadas e a época de aplicação do nitrogênio não afetaram a produtividade de grãos da cultura do milho, os componentes de produção e a produtividade de grãos do feijão-comum. A aplicação de nitrogênio no milho ou no feijão-comum proporcionou incrementos significativos na produtividade de grãos das culturas.
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Zea mays , Phaseolus , Fertilizantes , Nitrogênio/administração & dosagemResumo
Simultaneous selection for various agronomic traits, cooking time and mineral concentration are major challenges for common-bean (Phaseolus vulgaris L.) breeding programs. The authors of this study proposed to analyze genetic gain estimates obtained by direct and indirect selection using selection indices and economic weights for 13 traits, and to determine the most efficient selection strategy for the simultaneous selection of fast cooking, mineral-biofortified common bean cultivars with high agronomic performance. For this purpose, three experiments were carried out in different growing seasons to evaluate 49 common bean cultivars of different grain types. Agronomic performance was evaluated based on six traits; cooking time was determined using a Mattson cooker; and the concentration of six minerals was analyzed in samples of raw grains. Significant genotype × environment interaction or genotype effects were observed for all traits, indicating the existence of genetic variability. Direct selection resulted in high genetic gain estimates for individual traits, but caused undesirable changes in one or more of the traits under selection. The classic, base, desired-gains and rank-sum selection indices tested with six economic weights do not provide genetic gain estimates favorable to the selection of all traits. The multiplicative index is the best selection strategy for use in the breeding program when aiming at the simultaneous selection of fast cooking, mineral-biofortified common bean cultivars with high agronomic performance.
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Phaseolus/genética , Melhoramento Vegetal/economia , Mutação com Ganho de FunçãoResumo
The use of quality seeds is a key element for the success of carioca bean (Phaseolus vulgaris L.) cultivation. To avoid or reduce various problems of importance to the crop, it facilitates the achievement of the cultivar's productive potential and the reduction of production costs. Thus, the objective of this work is to identify which conditions are suitable for evaluating germination in bean seeds using different substrates. The treatments were subjected to a temperature of 25°C analyzing five substrates (germitest® paper; germitest® paper + sand; germitest® paper + soil; germitest® paper + charcoal and germitest® paper + vermiculite). The chemicals used were: Cruiser 350 FS, Fortenza 600 FS, Standak Top and Avicta complete. The most suitable substrate for installing the germination test in beans depends on the type of product and active ingredient of the seed treatment. Emphasizing the substrates germitest® + vermiculite and germitest®+soil, those that best performed positive characteristics when in contact with the chemical treatment.
O uso de sementes de qualidade é um elemento chave para o sucesso dos cultivos do feijão carioca (Phaseolus vulgaris L.). Por ser uma forma de evitar ou reduzir problemas diversos de importância para a cultura, facilita a obtenção do potencial produtivo da cultivar e a redução de custos de produção. Tendo assim, como objetivo esse trabalho identificar quais as condições adequadas para avaliação da germinação em sementes de feijão através da utilização de diferentes substratos. Os tratamentos foram submetidos a temperatura de 25°C analisando cinco substratos (papel germitest®; papel germitest® + areia; papel germitest® +solo; papel germitest®+ carvão e papel germitest® + vermiculita). Os produtos químicos utilizados foram: Cruiser 350 FS, Fortenza 600 FS, Standak Top e Avicta completo. O substrato mais indicado para instalação do teste de germinação em feijão depende do tipo de produto e ingrediente ativo do tratamento de sementes. Destacando os substratos germitest® + vermiculita e germitest®+solo, os que melhor desempenharam características positivas quando em contato com o tratamento químico.
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Carvão Vegetal/administração & dosagem , Germinação , Phaseolus/embriologiaResumo
Water deficit can alter the morphological, agronomic, physiological, and technological traits of the common bean plant, affecting bean grain yield. In addition to yield aspects, the grain post-harvest quality is a decisive factor for the adoption of a new cultivar. Thus, this study evaluated the effect of water deficit on the physiological, morphoagronomic, and technological traits of common bean. The experiment was carried out at in a greenhouse in a randomized block design with a 30 × 2 factorial arrangement, consisting of 30 carioca common bean genotypes and two water regimes (with and without water stress), with three replications. The water deficit affected most morphological, agronomic, and physiological traits; however, it was not significant on the darkening of the seed coat. Cultivars IAC 1849 Polaco, ANFc 5, ANFc 9, BRSMG Madrepérola, IAC Carioca Aruã, TAA Dama, and Branquinho exhibited high yield potential under water stress treatment as well as slow seed coat darkening during nine months of storage. The selection of bean genotypes with slow seed coat darkening could be performed at 30 days of storage.
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Estresse Fisiológico/fisiologia , Phaseolus/anatomia & histologia , Phaseolus/fisiologia , Melhoramento VegetalResumo
Common bean is a worldwide important crop. The development of varieties with durable resistance to diseases is a major challenge in common bean breeding. The present study aimed at evaluating the phenotypic and molecular selection of anthracnose resistance in a population obtained by assisted backcrossing from IAC Formoso (resistant, donor parent) × BRS Pérola (susceptible, recurrent parent). Nine microsatellites (SSRs) and one Sequence Tagged Sites (STS) markers previously linked to ANT resistance were used to genotype this progeny, and the results showed that the selection of the genotypes closest to the donor parent in the BC1F1 population decreased the number of backcrossing cycles necessary to obtain advanced isogenic lines, potentiating the use of this tool for early selection of resistant cultivars. A total of 31 % of the BC1F1 progeny was selected and backcrossed again. The progeny derived from the second backcross (BC2F3) was selected for the Carioca grain ideotype, and 42 % of the genotypes showed high resistance to anthracnose under controlled conditions of infection for races 65 and 81. Superior resistant plants were selected and evaluated under natural conditions of infection to fusarium wilt and angular leaf spot, allowing the selection of two inbred lines with higher resistance to anthracnose, fusarium wilt, angular leaf spot and postharvest quality traits such as yield, 100 seed weight, L value at seed harvest grain darkening and cooking time. The approach outlined in this paper proved to be effective to simultaneously select for disease resistance without losing technological quality aspects of the bean.
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Colletotrichum/patogenicidade , Phaseolus/genética , Repetições de Microssatélites/genética , Resistência à DoençaResumo
Bacteria from the rhizobia group are able to associate symbiotically with bean crop, forming nodules in the root, in which the biological nitrogen-fixing process occurs. However, the efficiency of this process has been low and it can be attributed to genetic and environmental factors. Thus, the objective of this study was to evaluate the capacity of nodulation of local varieties and commercial common bean cultivars inoculated with a Rhizobium tropici strain used in commercial inoculants and rhizobia isolates from common bean root nodules. The experiment was carried out in a factorial scheme (2x4), in a randomized block design with four replicates. It was tested two local varieties and two commercial cultivars, inoculated with the reference Rhizobium tropicistrain CIAT899 and the RBZ14 strain isolated from common bean nodules grown in soils of Southern Brazil, in adapted Leonard-type pots. The CIAT899 strain promoted either higher mass of viable nodules and higher nitrogen accumulation in the aerial part. The black group local variety showed better response than the cultivar TAA Dama for nodule viability, suggesting more efficiency for nodulation. The interaction between genotypes (local varieties and commercial cultivars) and bacteria showed the specificity of the complex symbiotic relationship of biological nitrogen fixation in common bean, requiring further studies of these interactions.(AU)
As bactérias do grupo rizóbios estão associadas simbioticamente à cultura do feijão, formando nódulos na raiz, nos quais ocorre o processo biológico de fixação do nitrogênio. No entanto, a eficiência desse processo tem sido baixa e pode ser atribuída a fatores genéticos e ambientais. Assim, este estudo teve como objetivo avaliar a capacidade de nodulação de variedades locais e cultivares comerciais de feijão comum inoculadas com uma estirpe de Rhizobium tropiciusada em inoculantes comerciais e isolados de nódulos da raiz do feijão comum. O experimento foi realizado em esquema fatorial (2x4), em delineamento de blocos ao acaso, com quatro repetições. Foram testadas duas variedades locais e duas cultivares comerciais, inoculadascom a estirpe de referência Rhizobium tropiciCIAT899 e o isolado RBZ14 obtido de nódulos de feijão cultivados em solos do sul do Brasil, em vasos adaptados do tipo Leonard. A estirpe CIAT899 promoveu maior massa de nódulos viáveis e maior acúmulo de nitrogênio na parte aérea. A variedade regional do grupo preto apresentou melhor resposta que a cultivar TAA Dama, quanto à viabilidade dos nódulos, sugerindo resposta mais eficiente à nodulação. A interação entre genótipos e bactérias mostrou a especificidade da complexa relação simbiótica da fixação biológica de nitrogênio no feijoeiro, sendo necessário aprofundar os estudos nessas interações.(AU)