Dealing with iron metabolism in rice: from breeding for stress tolerance to biofortification

Abstract Iron is a well-known metal. Used by humankind since ancient times in many different ways, this element is present in all living organisms, where, unfortunately, it represents a two-way problem. Being an essential block in the composition of different proteins and metabolic pathways, iron is a vital component for animals and plants. That is why iron deficiency has a severe impact on the lives of different organisms, including humans, becoming a major concern, especially in developing countries where access to adequate nutrition is still difficult. On the other hand, this metal is also capable of causing damage when present in excess, becoming toxic to cells and affecting the whole organism. Because of its importance, iron absorption, transport and storage mechanisms have been extensively investigated in order to design alternatives that may solve this problem. As the understanding of the strategies that plants use to control iron homeostasis is an important step in the generation of improved plants that meet both human agricultural and nutritional needs, here we discuss some of the most important points about this topic.

Stay-green: a potentiality in plant breeding / Stay-green: uma potencialidade no melhoramento genético de plantas

Looking at the new demands of the global agricultural scenario, the search for more productive, efficient and stress adapted genotypes has attracted attention of plant breeders regarding plants with improved physiological characteristics. Therefore, the stay-green trait has taken proeminence as an important strategy to overcome the current yield plateaus allied with yield adaptability and stability. This review has aimed to bring light the main aspects of the stay-green character, showing their employment potential of plant breeding.

Observando as novas demandas do cenário agrícola mundial, a busca por genótipos mais produtivos, eficientes e adaptados a estresses tem chamado a atenção de melhoristas de plantas na análise de plantas com melhores características fisiológicas. Nesse contexto, o caráter stay-green vem tomando destaque, como uma importante estratégia em superar os atuais tetos de produtividade, aliados à adaptabilidade e estabilidade. Esta revisão tem com objetivo trazer à luz os principais aspectos relacionados ao caráter stay-green, mostrando suas potencialidades de emprego no melhoramento genético de plantas.

Establishment of the moss Polytrichum juniperinum Hedw. under axenic conditions / Estabelecimento e desenvolvimento do musgo Polytrichum juniperinum Hedw. sob condições de cultivo axênico

Polytrichum juniperinum Hedw. (Polytrichaceae) é uma espécie de musgo de ampla distribuição, ocorrendo em ambos os hemisférios. Culturas in vitro foram estabelecidas a partir de esporos de espécimes coletados na natureza. O desenvolvimento, tanto de protonema quanto de gametófitos, foi observado utilizando o meio básico MS em três tratamentos, livre de fitorreguladores, suplementados com uma fonte de auxina (AIA), suplementados com uma fonte de citocinina (BAP) e suplementado com ambos reguladores. Nos cultivos resultantes de meio livre de reguladores e de meios contendo auxina, foi observado o desenvolvimento total dos gametófitos, enquanto nos meios contendo citocinina não foram observados desenvolvimento e regeneração de gametófitos. Estes resultados sugerem a utilização do meio livre de reguladores para cultivo de Polytrichum juniperinum em cultivos axênicos.

Polytrichum juniperinum Hedw. (Polytrichaceae) is a moss with a worldwide distribution. In vitro culture was established from P. juniperinum spores collected in nature. Both protonema and gametophore stages of gametophyte development were obtained. The Murashige-Skoog regulator-free nutrient medium or supplemented with AIA and BAP conferred a fully development and regeneration of gametophytes. Tissues grown on cytokinin did not produce any gametophytes. These results indicate the possibility to use a medium without growth regulators to obtain gametophytes for this species in axenic conditions.

Das Américas para o Mundo: origem, domesticação e dispersão do abacaxizeiro / From the Americas to the World: origin, domestication and dispersion of pineapple

O abacaxi (Ananas comosus (L.) Merril), fruto símbolo de regiões tropicais e subtropicais, originário das Américas, foi difundido para todo o mundo, principalmente pelos navegantes europeus, em razão de seu aroma e sabor característicos e exuberante aparência. Batizado como o "Rei das Frutas Coloniais", o abacaxi encontra-se entre as 11 frutas mais produzidas no mundo, sendo cultivada e consumida pelos cinco continentes, e o Brasil destaca-se como maior produtor. Assim, o objetivo desta revisão bibliográfica é abordar a história da cultura do abacaxi, contemplando sua botânica, sua origem e dispersão pelo mundo, seu cenário atual, também aspectos relacionados à conservação de germoplasma e ao melhoramento genético.

The pineapple(Ananas comosus (L.) Merril), fruit-symbol of tropical and subtropical regions, originated in the Americas, was widespread throughout the world mainly by european navigators because of its aroma and flavor, and lush appearance. Named as "King of Colonial Fruits", pineapple is one of the eleven most produced fruit in the world, growing consumed in every continent, with Brazil as the largest producer. Then, the objective of this literature review is to approach the pineapple history, contemplating its botany, origin and dispersion in the world and its current scenario and issues related to germplasm conservation and breeding.

Methodology adjustments for organic acid tolerance studies in oat under hydroponic systems

The occurrence of anaerobic conditions in hydromorphic soils favors the development of anaerobic microorganisms that produce phytotoxic substances representing primarily by organic acids. The selection of promising oat (Avena sativa L.) genotypes for use in those situations requires field evaluations that can be cumbersome, making hydroponics a viable alternative. The objective of this work was to adjust a methodology to use in studies of tolerance to organic acids in oat under hydroponic systems. For such goal, the best germination system was determined in order to reduce the seedling initial establishment effects under hydroponics, the ideal concentration for screening genotypes and the best variable for stress evaluation. It was found that the most efficient germination system was "pleated germination paper" with small and husked seeds. The best concentration for studying organic acid tolerance ranged from 2.3 to 6.2 mM and the most suitable variable for the evaluation was root length.

A ocorrência de condições anaeróbias nos solos hidromórficos favorece o desenvolvimento de microrganismos anaeróbios que produzem substâncias fitotóxicas representadas principalmente pelos ácidos orgânicos. A seleção de constituições genéticas de aveia (Avena sativa L.) promissoras para utilização nestas situações requer avaliações de difícil execução no campo, tornando a utilização de sistemas hidropônicos mais vantajosa. O objetivo deste trabalho foi ajustar uma metodologia para ser utilizada em estudos de tolerância a ácidos orgânicos em aveia através de sistemas hidropônicos. Para tal fim foi determinada uma forma adequada de promover a germinação das sementes de maneira a reduzir os efeitos do estabelecimento inicial das plântulas na hidroponia, uma faixa de concentração ideal para discriminação dos genótipos e as variáveis de maior interesse para avaliação. O sistema de germinação mais eficiente é através de "papel de germinação plissado" com sementes pequenas e descascadas. A faixa de concentração mais adequada para estudos de tolerância a ácidos orgânicos em aveia está entre 2,3 e 6,2 mM e a variável mais indicada é comprimento de raízes.

Tandem repeat distribution of gene transcripts in three plant families

Tandem repeats (microsatellites or SSRs) are molecular markers with great potential for plant genetic studies. Modern strategies include the transfer of these markers among widely studied and orphan species. In silico analyses allow for studying distribution patterns of microsatellites and predicting which motifs would be more amenable to interspecies transfer. Transcribed sequences (Unigene) from ten species of three plant families were surveyed for the occurrence of micro and minisatellites. Transcripts from different species displayed different rates of tandem repeat occurrence, ranging from 1.47 percent to 11.28 percent. Both similar and different patterns were found within and among plant families. The results also indicate a lack of association between genome size and tandem repeat fractions in expressed regions. The conservation of motifs among species and its implication on genome evolution and dynamics are discussed.

Análise da germinação de cultivares de arroz submetidas a estresse por ácido acético / Germination analisys of rice cultivars under acetic acid stress

O objetivo do trabalho foi avaliar a germinação de 12 genótipos de arroz submetidos ao estresse por ácido acético, composto fitotóxico produzido em solos com drenagem deficiente e alto teor de matéria orgânica. Foram realizados os testes de primeira contagem da germinação (PCG) e germinação (G) dos genótipos submetidos às concentrações de 0mM, 4mM, 8mM e 12mM de ácido acético. As sementes de cada genótipo foram colocadas em papel germitest, os quais foram embebidos com as soluções-tratamento e acondicionados em sacos individuais. A germinação foi executada em câmara a 25°C e as contagens realizadas aos sete (PCG) e aos 14 dias (G). O delineamento experimental utilizado foi fatorial inteiramente casualizado, com quatro repetições de 50 sementes por genótipo. As regressões estabelecidas para as variáveis revelaram três genótipos com estabilidade de germinação frente ao estresse por ácido acético.

The objective of this research was to evaluate the germination of 12 rice genotypes under acetic acid stress, a phytotoxic compound produced in low drainage soils with high organic matter content. The tests were conducted with the first count of germination (PCG) and germination (G) of the genotypes subjected to 0mM, 4mM, 8mM and 12mM acetic acid concentrations. The seed of each genotype was placed in germitest paper that was embedded with treatment solutions and packaged in individual bags. The germination was performed at 25°C and the counts were carried out at 7 (PCG) and 14 days (G). A factorial random block design was performed with four replications of 50 seeds per genotype. The regressions set for the variables showed three genotypes with germination stability under acetic acid stress.

Pareamento de fungos cultivados por diferentes espécies de formigas cortadeiras no Rio Grande do Sul / Fusion of fungi cultivated by different species of cutter ants in Rio Grande do Sul, Brazil

Este trabalho teve por objetivo estudar a possível ocorrência de heterocariose por meio do pareamento de fungos provenientes de diferentes espécies de formigas cortadeiras coletados em diferentes regiões do Estado do Rio Grande do Sul, utilizando a técnica AFLP. Dez grupos de pareamentos foram realizados, sendo que em dois não ocorreu a fusão das colônias. Após ocorrerem os pareamentos, foram coletados discos de micélio da área de intersecção das colônias e das áreas extremas de pareamento, para a realização da extração do DNA e padronização. Para as reações de PCR, utilizaram-se 21 combinações de primers AFLP, dos quais foram selecionados três que apresentaram maior polimorfismo e consistência. Os dados moleculares foram transformados em matriz binária e analisados pelo programa estatístico NTSYS v. 2.1. As três combinações de primers utilizadas geraram 245 bandas polimórficas. A similaridade média dos genótipos variou de 0,03 a 0,18 em todos os pareamentos. A grande distância genética encontrada entre os organismos possivelmente ocorreu por três fatores: a possível ocorrência de heterocariose entre os fungos, a utilização de fungos oriundos de diferentes espécies de formigas e de diferentes regiões. O trabalho sugere que a heterocariose pode representar um importante papel no ciclo de vida deste fungo, uma vez que sua multiplicação é clonal e há ausência de frutificação.

This research work had as objective to study the possible heterokaryosis occurrence through the fusion of mushrooms originating from nests of different species of cutter ants collected in different areas of the State of Rio Grande do Sul, using the AFLP technique. Ten fusion groups were accomplished, from which two did not perform a colony coalition. After the fusion occurred, disks of mycelium of the colonies intersection area and fusion external areas were collected, the extraction of DNA and standardization was performed. PCR reactions were tested using 21 AFLP primer combinations, from which three were selected because they presented larger polymorphism and consistence. The molecular data were transformed at binary head office and analyzed by the statistical program NTSYS v. 2.1. The three combinations of primers generated 245 polymorphic bands. The average similarity of the genotypes varied from 0.03 to 0.18 in all the fusions. The large genetic distance found among the organisms possibly happened due to three factors: the possible heterokaryosis occurrence among the mushrooms; the use of mushrooms originating from different species of ants and; from different areas. This work suggests that the heterokaryosis can represent an important role in the life cycle of this mushroom, since it multiplies by clonal propagation and due to the absence of fructification.

Tolerância ao frio do amendoim forrageiro / Cold tolerance of forage peanut

A produtividade de uma pastagem perene tropical, em regiões de clima temperado, é dependente de seu comportamento em relação às condições de temperatura. A avaliação da sensibilidade das plantas, através da sua exposição a temperaturas inferiores a 2°C em ambiente controlado, pode ser um procedimento bastante eficiente na predição de resistência, em função de assegurar uma homogeneidade dos níveis de frio. Considerando-se à reduzida disponibilidade de trabalhos científicos relacionados com a avaliação de leguminosas forrageiras tropicais quanto à tolerância ao frio, este experimento teve como objetivo avaliar o comportamento do amendoim forrageiro (cv. "Amarillo") sob temperaturas inferiores a 2°C. O delineamento experimental adotado foi completamente casualizado com 15 repetições e dois tratamentos, com exposição (CE) e sem exposição ao frio (SE). Os caracteres mensurados foram: número de folhas por estolho, espessura do estolho e número de brotações novas. Os resultados indicaram que a exposição do amendoim forrageiro a um intervalo de temperatura de -1,0 a 1,3°C por um período de 3 horas é capaz de causar estresse de frio nas plantas, provocando uma redução no número de folhas e estimulando a formação de novas brotações, sem provocar a morte das plantas.

The yield of tropical perennial forages in temperate climate areas depends on its cold tolerance. The exposure of genotypes to temperatures below 2oC, under controlled conditions is an efficient methodology to predict cold tolerance, since it maintains homogeneous levels of cold. Due to absence of information related to cold tolerance of tropical forages, this experiment was developed aiming to evaluate the behavior of forage peanut exposed to temperatures below 2oC. The design adopted was completely randomized with 15 replications and two treatments: exposed and not exposed to cold. The traits measured were: number of leaves per stolon; thickness of stolon and number of new shoots. The results showed that the exposition of the forage peanut to a range of temperature from -1.0 to 1.3 °C, for 3 hours, causes cold stress in the plants, resulting in a reduction of the number of leaves per solon and stimulating the emergency of new shoots, but did not kill the plants.

Polimorfismo do fungo simbionte de formigas cortadeiras submetido à luz ultravioleta / Polymorphism of the cutting ants symbiotic fungus submitted to ultraviolet light

O presente trabalho teve por objetivo verificar o efeito de diferentes períodos de luz ultravioleta sobre a similaridade genética do fungo simbionte de formigas cortadeiras pertencentes às espécies Acromyrmex ambiguus, Acromyrmex crassispinus e Acromyrmex lundi, através da técnica AFLP. Os fungos foram inoculados em meio de cultura Pagnocca e mantidos em câmaras climatizadas à temperatura de 25 + 1°C e escotofase de 24h, por um período de 15 dias. Posteriormente, foram expostos à luz ultravioleta por períodos de: 0, 5, 10, 15, 20, 25 e 30 minutos. Aos 45 dias após o tratamento, foi realizada a extração do DNA e padronização, realizando-se as reações de PCR por meio de 24 combinações de primers AFLP, das quais quatro foram selecionadas por apresentarem maior polimorfismo e consistência. Os dados moleculares foram transformados em matriz binária e analisados pelo programa estatístico NTSYS v. 2.1. As quatro combinações de primers utilizadas geraram 152 bandas polimórficas. As populações de fungos originárias de diferentes espécies de Acromyrmex apresentaram uma similaridade genética média de 37 por cento, sendo que a indução de mutação através da luz ultravioleta permitiu obter isolados mais dissimilares.

The present research was aimed at verifing the effect of different periods of ultraviolet light on the development of the symbiont fungus of leaf cutting ants belonging to the species Acromyrmex ambiguus, Acromyrmex crassispinus and Acromyrmex lundi, through the AFLP technique. The fungus were inoculated in Pagnocca's medium and maintained in climatized cameras at 25 + 1°C and 24 hours of darkness, for a period of 15 days. After that, they were exposed to ultraviolet light for 0, 5, 10, 15, 20, 25, and 30 minutes. At 45 days after the treatment, the extraction and standardization of DNA was performed. PCR reactions were tested using 24 AFLP primer combinations, from which four were selected because they presented larger polymorfism and consistence. The molecular data were transformed in binary mattrix and analyzed by the statistical program NTSYS v. 2.1. The four combinations of primers generated 152 polymorfic bands. The fungus populations from different Acromyrmex species presented a medium genetic similarity of the 37 percent, and the mutations induced by the ultraviolet light allowed to obtain more dissimilar isolates.

Consistency of two stability analysis methods in potatoes

The objective of this research was to compare the consistency of the bi-segmented and AMMI (additive main effects and multiplicative interaction analysis) methods for estimating yield stability in potatoes. Data of ten genotypes evaluated in 34 environments (local, growing season and year combinations) of the Rio Grande do Sul state, Brazil, in 1994 and 1995 were used. Three data sets were analyzed: 34-environment data set and two 17-environment data subsets, which were chosen by randomly dividing the total data set. For the 34-environment data set, the models gave similar results in relation to the stable genotypes, but they differed with regard to the unstable genotypes. For the 17-environment data sets, the bi-segmented model showed more consistent results, either between subsets or between these and the total data set. For the AMMI model, only the Santo Amor genotype showed consistency between one of the subsets and the total data set. In this work, the bi-segmented method was shown to be more consistent than the AMMI model.

O objetivo deste trabalho foi comparar a consistência dos métodos bi-segmentado e AMMI (additive main effects and multiplicative interaction analysis) em análise de estabilidade de ensaios de rendimento de batata. Foram utilizados dados de dez genótipos avaliados em 34 ambientes (combinações de local, período de cultivo e ano) do Rio Grande do Sul, Brasil, em 1994 e 1995. Três conjuntos de dados foram analisados: o conjunto de dados dos 34 ambientes e dois sub-conjuntos de dados de 17 ambientes, que foram escolhidos pela divisão aleatória do conjunto total de dados. Para o conjunto de dados dos 34 ambientes, os modelos deram resultados semelhantes quanto aos genótipos estáveis, mas divergiram quanto aos instáveis. Para os subconjuntos de dados de 17 ambientes, o modelo bi-segmentado revelou resultados mais consistentes, tanto entre os subconjuntos quanto entre estes e o conjunto total. Para o modelo AMMI, apenas o genótipo Santo Amor mostrou consistência entre um dos subconjuntos e o conjunto total. Neste trabalho, o método bi-segmentado mostrou-se mais consistente do que o modelo AMMI.

Mecanismos associados à tolerância ao alumínio em plantas / Associated mechanisms of aluminum tolerance in plants

A toxicidade do alumínio é um dos principais fatores limitantes do desenvolvimento das plantas emsolos ácidos. Pelo fato da utilização de corretivos da acidez do solo não ser a estratégia mais viável emmuitas situações com solos ácidos (por razões técnicas e econômicas), o desenvolvimento de genótipostolerantes ao Al tem sido o caminho mais focado, assim a investigação dos mecanismos de tolerânciabem como as bases genéticas da tolerância ao Al têm merecido atenção especial pela pesquisa científica.Nos últimos anos, foi gerado um significativo progresso no entendimento das bases dos mecanismos detolerância ao Al, assim como no desenvolvimento de cultivares mais adaptados as condições de solosácidos. Os mecanismos de tolerância ao Al conhecidos se resumem basicamente em duas classes: os queagem no sentido de expulsar o Al depois de absorvido ou de impedir sua entrada pela raiz e os mecanismosde desintoxicação, complexando o Al em organelas específicas da planta, principalmente nos vacúolos.Em inúmeras espécies, mecanismos fisiológicos tem sido reportados como responsáveis pela ativaçãode ácidos orgânicos (principalmente citrato e malato) que atuam como agentes quelantes do Al, porémmuitos processos ainda não são bem entendidos e esclarecidos. Atualmente, se começa a entendermelhor um segundo mecanismo de tolerância ao Al que envolve a desintoxicação interna do Al atravésda complexação por ácidos orgânicos e o seqüestro destes complexos pelos vacúolos. Outros mecanismospotenciais são alvo de especulações e discussões.

Aluminum toxicity is one of the major limiting factor regarding plant development in acid soils. The use of liming for correcting soil pH is not viable for some of acid soil areas (technique or economic reasons),making the development of Al tolerant genotypes the best alternative. Thus, the tolerance mechanisms as well as the genetic basis of Al tolerance has deserved special attention in the scientific community. In the last years, a significant progress has been achieved towards these goals, as well as in developing cultivars adapted to acid soils. The Al tolerance mechanisms are divided basically in two classes: the exclusion mechanisms that act after absorption or blocking its entry in the root system and those involved in detoxification, complexing the Al in specific organelles, mainly in the vacuoles. In man yspecies, physiological mechanisms have been reported as responsible for the activation of organic acids(mainly citrate and malate) that act as Al quelating agents, however many process are not yet understood and cleared. Currently, the basis for the internal detoxification is becoming clear through organic acid complexes and there sequestering by the vacuoles. Other potential mechanisms are the target for discussions

Variabilidade fenotípica de caracteres adaptativos da aveia branca (Avena sativa L) em cruzamentos dialélicos / Phenotypic variability of adaptive traits in white oat (Avena sativa L) in diallelic crosses

O melhoramento de plantas tem por base a ampliação da variabilidade genética existente através de cruzamentos artificiais planejados. Assim, é de fundamental importância o conhecimento das populações formadas, a fim de prever o potencial das combinações a partir de diferentes genitores, permitindo maior eficiência de seleção para o caráter desejado, otimizando o ganho genético. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi o de observar a variabilidade fenotípica dos caracteres estatura de planta, ciclo vegetativo e ciclo reprodutivo na geração F2 e prever as melhores combinações para a obtenção de constituições genéticas superiores. Para isso, cinco genótipos de aveia (UPF 16, UPF 18, UFRGS 7, UFRGS 17 e URPEL 15) foram cruzados de forma dialélica, sem a realização dos cruzamentos recíprocos, para o desenvolvimento das populações F2. Para analisar a variabilidade nas populações, foram utilizados os parâmetros: média, variância e assimetria da distribuição de freqüência. Os cruzamentos UPF 16 x UFRGS 17 e UFRGS 17 x URPEL 15 produziram grande quantidade de plantas de estatura reduzida. Para o caráter ciclo vegetativo, UPF 16 x UPF 18, UPF 16 x UFRGS 7, UPF 16 x UFRGS 17, UPF 16 x URPEL 15, UFRGS 7 x UFRGS 17 e UFRGS 7 x URPEL 15 foram os cruzamentos que produziram descendentes de ciclo curto. UPF 16 x UFRGS 17 e UPF 16 x URPEL 15 produziram amplo número de progênies de ciclo reprodutivo longo.

Plant breeding is based on the pursue of an amplification of genetic variability through planned crosses. Thus, it is of fundamental importance to study the formed populations, in order to predict the potential of different parental combinations, allowing a higher selection efficiency for the desired trait, optimizing genetics gains. Thus, the objective of this work was to observe the phenotypic variability of the characters plant stature, vegetative cycle and reproductive cycle in F2 generation and to predict the best combinations to obtain superior genetic constitutions. Therefore, five oat genotypes (UPF 16, UPF 18, UFRGS 7, UFRGS 17 and URPEL 15) were crossed in a diallelic format, without reciprocal crosses, for the development of F2 populations. To analyze population variability, the following parameters were used: mean, variance and asymmetry of frequency distribution. The crosses UPF 16 x UFRGS 17 and UFRGS 17 x URPEL 15 produced a large amount of plants with shorter stature. For the character vegetative cycle, UPF 16 x UPF 18, UPF 16 x UFRGS 7, UPF 16 x UFRGS 17, UPF 16 x URPEL 15, UFRGS 7 x UFRGS 17 and UFRGS 7 x URPEL 15 were the crosses that produced short cycle plants. UPF 16 x UFRGS 17 and UPF 16 x URPEL 15 produced a large number of long-cycled progenies.

Association between genetic distances in wheat (Triticum aestivum L.) as estimated by AFLP and morphological markers

Molecular and morphological data analyses matrices are very informative tools for the estimation of genetic distances. We used AFLP markers, morphological traits and combined analysis to estimate the genetic distances between wheat genotypes and ascertain any associations between the two techneques. Nineteen wheat (Triticum aestivum L.) genotypes were analyzed using amplified fragment length polymorphism (AFLP) markers and field evaluated for two years. The matrices obtained by morphological and molecular marker data analyses revealed a significant but moderate correlation (r = 0.47), indicating that such techniques sample distinct genome regions. The combined analysis was found to be highly correlated with AFLP (r = 0.97) and moderately correlated with morphological (r = 0.59) markers. A possible explanation for such results is a bias caused by the much higher number of AFLP (229) than morphological (17) markers. Thus, it is evident that the combined analysis is not efficient when a very dissimilar number of markers are used in each isolated technique. Therefore, to obtain a better knowledge of the degree of divergence among genotypes it is necessary to consider each analysis separately.

Esperanças matemáticas dos quadrados médios: uma análise essencial / Mean square expected values: an essential analysis

Este trabalho teve como objetivo avaliar e identificar qual o tipo de soma de quadrados mais apropriada para testar hipóteses de interesse, assim como discutir alternativas mais adequadas para a solução de inconvenientes expressos por meio da análise da esperança matemática dos quadrados médios utilizados em modelos lineares mistos. A análise das esperanças matemáticas dos quadrados médios pode ser uma ferramenta de grande importância nas inferências a partir de dados experimentais, tanto incompletos (casela vazia) quanto não-balanceados. Desta forma, foram utilizados quatro exemplos, cada qual com sua peculiaridade em função do experimento ser completo ou incompleto com dados balanceados ou não-balanceados e na presença de casela vazia. O pacote estatístico SAS, versão Learning Edition, foi empregado para analisar os experimentos. O resultado da análise das esperanças matemáticas dos quadrados médios indicou que a soma de quadrados do tipo I somente apresentou condições de ser utilizada em presença de dados completamente balanceados. De modo contrário, os resultados apontam que a soma de quadrados tipo III é a soma de quadrados mais apropriada no caso de dados não-balanceados. As somas de quadrados tipo II e IV são as mais importantes no caso de caselas vazias, fato que corrobora a necessidade de avaliar sempre as esperanças matemáticas dos quadrados médios.

This research was aimed at evaluating and identifing which type of sum of squares can be more appropriate to test hypotheses and also presenting appropriate alternatives to solution of problems through the analysis of mean square expected values used in the methodology of mixed linear models. The analysis of mean square expected values can be a tool of great importance in analysis of data as incomplete (empty casela) as unbalanced experiment. Therefore, four examples were used each one with its pecualiarity concerning the complete or incomplete experiment with balanced or unbalanced data and in the presence of empty casela. The SAS statistical package, version Learning Edition, was used to analyze the experiments. The result of the analysis of mean square expected values indicated that the sum of squares of the type æIÆ can be used only at of condition of completely balanced data. These results indicated on the other hand, that the sum of squares of the type æIIIÆ is the most appropriate type for unbalanced data. The sum of squares of the type æIIÆ and æIVÆ are the most important in the case of empty caselas; fact that supports the idea of a necessity of always evaluating the mean square expected values.

Retrocruzamento como uma estratégia de identificar genótipos e desenvolver populações segregantes promissoras em aveia / Backcross as a strategy to identify genotypes and develop promising oat segregating populations

O objetivo deste trabalho foi estimar a utilização do método de retrocruzamento entre genitores elite para obtenção de maior probabilidade de desenvolver progênies superiores de aveia que propiciem elevado êxito na seleção. Foram coletados dados dos caracteres: número de panículas por planta e rendimento de grãos da planta individual em kg ha-1. Foram utilizados cinco genótipos de aveia (UPF 16, UPF 18, UFRGS 7, UFRGS 17 e URPel 95/015), cruzados de forma dialélica. Através de retrocruzamentos, foram desenvolvidas as populações RC1P1, RC1P2, RC1P1F2, RC1P2F2, RC2P1 e RC2P2, e, a partir dos genitores, foram produzidas as gerações F1 e F3. Os híbridos F1, as populações F3 e os retrocruzamentos foram avaliados a campo no ano agrícola de 2003. A superioridade dos retrocruzamentos, em relação à população F3, foi dependente do cruzamento. Os genitores UPF 16, UFRGS 7 e UFRGS 17 produziram progênies progressivamente melhores quando as constituições dos mesmos foram incrementadas na população. Estes resultados foram evidenciados em 75 por cento dos cruzamentos, nos quais os referidos genótipos participaram. Por outro lado, UPF 18 e URPEL 95/015 evidenciaram genes menos favoráveis para elevar o potencial genético do rendimento de grãos nas combinações testadas, com tendência a reduzir o desempenho das progênies com o aumento de suas participações nas hibridações.

Correlação de acamamento com rendimento de grãos e outros caracteres de interesse agronômico em plantas de trigo / Correlation of lodging with grain yield and other agronomically important traits in wheat plants

A seleção indireta visando ao incremento no rendimento de grãos pelos seus componentes primários bem como a resistência ao acamamento podem representar estratégias eficientes a serem adotadas para otimização do ganho genético em trigo. Nesse sentido, o objetivo do trabalho foi evidenciar caracteres que possibilitem identificar genótipos de elevado rendimento de grãos e resistentes ao acamamento através de seleção indireta. O experimento foi conduzido no Centro Agropecuário da Palma, em Capão do Leão/RS, utilizando dezenove genótipos de trigo em delineamento de blocos ao acaso, com três repetições. Nas condições deste estudo, o peso hectolítrico pode ser empregado de maneira eficiente na seleção indireta, visando ao incremento no rendimento de grãos, no peso médio de grãos, número de grãos por espiga e no peso de espiga. O caráter peso de espiga evidenciou elevado efeito indireto sobre o rendimento de grãos, podendo ser empregado na seleção indireta pela facilidade de mensuração. A linhagem TB 951 é indicada como excelente fonte de resistência ao acamamento em trigo, podendo contribuir para elevar o comprimento de espiga, o número de espigueta por espiga, o peso de espiga e o número de grãos por espiga.

The selection in yield primary components and lodging resistance with goal of increasing grain yield can represent efficient strategies for optimizing genetic gain in wheat. In this sense, the objective of the present work was to detect characters that enable the identification of high grain yield potential and lodging resistant genotypes through the use of indirect selection. The experiment was conducted at the Centro Agropecuário da Palma, Capão do Leão/RS, consisting of nineteen wheat genotypes arranged in random block design with three replications. In this work conditions the hectoliter weight can be efficiently used through indirect selection aiming increasing grain yield, average grain weight, number of grains per ear and ear weight. The character ear weight showed high indirect effect on grain yield and can be used for indirect selection due to its ease of measurement. The line TB 951 is indicated as an excellent source for lodging resistance in wheat, and can contribute to increase ear length, number of spikelets per ear, ear weigh and number of grain per ear.

Toxicidade do alumínio e efeito do ácido giberélico em linhas quase isogênicas de trigo com o caráter permanência verde e maturação sincronizada / Aluminum toxicity and effect of giberellic acid on stay-green and synchronized maturation wheat near-isogenic lines

O objetivo deste trabalho foi avaliar linhas quase isogênicas de trigo com o caráter permanência verde e de maturação sincronizada quanto à tolerância ao alumínio e à sensibilidade ao ácido giberélico (AG3). O experimento foi conduzido no Laboratório de Duplo-haplóides e Hidroponia da FAEM/UFPel, em delineamento de blocos ao acaso, com parcelas subdivididas com três repetições, através do teste simultâneo utilizando solução nutritiva com concentrações de 10mg L-1 de Al3+ e 100mg L-1 de AG3. Foram determinados: a inserção da 1ª folha, o comprimento da 1ª folha, a inserção da 2ª folha, comprimento da 2ª folha, diferença da inserção entre a 1ª e 2ª folha, estatura de plântula, estatura de planta, área foliar, área radicular e o crescimento de raiz. Os caracteres estatura da plântula, inserção da 1ª folha e comprimento da 2ª folha foram os mais expressivos para a seleção de indivíduos com estatura reduzida através da reação do AG3. O grupo do caráter permanência verde apresentou maior insensibilidade à ação do AG3, enquanto o grupo de plantas sincronizadas proporcionou maior tolerância ao Al3+. Contudo, existe possibilidade de selecionar linhas quase isogênicas dentro do grupo permanência verde com tolerância ao Al3+ e insensibilidade ao AG3 através da técnica de cultivo hidropônico com solução nutritiva em ambiente controlado.

The objective was to evaluate wheat near-isogenic lines differing from the trait stay-green and synchronized maturation regarding their alluminum tolerance and sensibility to the giberellic acid (GA3). The experiment was conducted in the Double-haploids and Hydroponics Laboratory of FAEM/UFPel, in random block with split plot design with three replications, using the simultaneous test in nutrient solutions with 10mg L-1 of Al3+ and 100mg L-1 of GA3. The following characters were evaluated: insertion of the 1st leaf, length of the 1st leaf, insertion of the 2nd leaf, length of the 2nd leaf, difference between the 1st and 2nd leaf insertion, seedling stature, plant stature, leaf area, root area and root growth. The characters seedling stature, insertion of the 1st leaf and length of the 2nd leaf were the most expressive for the selection of individuals with reduced stature caused by the GA3. The group stay-green presented higher insensibility to GA3 compared to the group of synchronized plants showed larger tolerance to Al3+. However, it is possible to select near-isogenic lines within the stay-green group with Al3+ tolerance using hydroponic culture under controlled environmental conditions.

Absorcão de P, Mg, Ca e K e tolerância de genótipos de arroz submetidos a estresse por alumínio em sistemas hidropônicos / Nutrient absorption in aluminum stressed rice plants under hydroponic culture

Solos com concentracões elevadas de alumínio (Al3+), podem prejudicar o desenvolvimento e a absorcão de nutrientes de plantas de arroz. O objetivo do experimento foi avaliar o desempenho de dezoito genótipos de arroz quanto a absorcão de P, Mg, Ca e K e identificar genótipos com bom desempenho quando submetidos ao estresse por Al3+ em sistema hidropônico. Foram utilizados quatro níveis de Al3+ (0, 10, 20 e 30mg L-1) e o delineamento experimental foi blocos casualizados com três repeticões. As plântulas permaneceram em sistema hidropônico por 20 dias sob efeito dos tratamentos, e após foram avaliadas quanto ao comprimento de raízes (CR) e teores de P, Mg, Ca e K. Todas as variáveis apresentaram reducões significativas nos seus valores, e os genótipos apresentaram diferentes desempenhos na absorcão de nutrientes frente aos tratamentos, com excecão do nutriente Mg que apresentou mesma resposta para todos os genótipos avaliados. Baseado na variável CR, os genótipos Felune e Taim foram considerados como mais tolerante e sensível ao Al3+, respectivamente. Para absorcão de nutrientes, os genótipos apresentaram comportamentos muito diferenciais para cada elemento avaliado, sendo que também o genótipo Felune obteve elevados índices de absorcão. Todas as variáveis revelaram correlacões significativas entre si.

Heranca da resistência à ferrugem da folha da aveia (Puccinia coronata f. sp. avenae Fraser & Led.) em genótipos brasileiros de aveia branca / Inheritance of oat leaf rust (Puccinia coronata f. sp. avenae Fraser & Led.) resistance in white oat brazilian genotypes

A ferrugem da folha da aveia é a moléstia mais importante que ataca a cultura da aveia, ocorrendo em praticamente todas as áreas em que a aveia é cultivada. A forma mais indicada para o seu controle é a utilizacão de cultivares resistentes. Contudo, para que seja alcancada a resistência durável ao patógeno, é necessário que se conheca a genética da resistência à ferrugem da folha em aveia. O objetivo foi determinar a forma de heranca da resistência a três isolados de Puccinia coronata f. sp. avenae Fraser & Led., (coletados no sul do Brasil) em genótipos brasileiros de aveia branca. Para a determinacão da heranca da resistência a cada um dos três isolados, foram utilizadas populacões F2 geradas por meio de cruzamentos artificiais, entre genótipos resistentes (R) e suscetíveis (S) e entre genótipos resistentes (R). Desta forma, foram utilizadas populacões F2 dos cruzamentos artificiais entre: i) URPEL 15 (R) x UFRGS 7 (S), UPF 16 (R) x UFRGS 7 (S) e URPEL 15 (R) x UPF 16 (R), para a determinacão da heranca da resistência ao isolado um (1); ii) URPEL 15 (R) x UFRGS 7 (S), UPF 18 (R) x UFRGS 7 (S) e URPEL 15 (R) x UPF 18 (R), para a determinacão da heranca da resistência ao isolado dois (2); iii) URPEL 15 (R) x UFRGS 7 (S) e URPEL 15 (R) x UPF 18 (S), para a determinacão da heranca da resistência ao isolado três (3). Os resultados obtidos evidenciaram que o genótipo URPEL 15 apresenta genes dominantes de resistência aos três isolados de ferrugem da folha da aveia avaliados, que o cultivar UPF 16 apresenta um gene recessivo de resistência ao isolado 1 e o cultivar UPF 18 apresenta um gene recessivo de resistência ao isolado 2. E que os genes de resistência apresentados pelos genótipos URPEL 15, UPF 16 e UPF 18, segregam de forma independente.