As plantas são organismos sésseis que continuamente enfrentam situações ambientais adversas, o que acarreta em reduções significativas da biomassa e da produtividade. O trabalho, aqui exposto, teve como objetivo avaliar o papel dos fatores de transcrição ASR (do ingles ABA, stress and ripening) na resposta a estresses abióticos em plantas de arroz. Também teve como objetivo avaliar as respostas de plantas de Arabidopsis thaliana ao estresse produzido nos momentos iniciais da exposição ao metal alumínio. O capítulo 1 da presente tese, compara a expressão de miRNAs entre plantas silenciadas para o gene ASR5 (ASR5_RNAi) e plantas não transformadas (controle). De um total de 279 miRNAs maduros identificados, distribuídos em 60 famílias, 159 foram diferencialmente expressos quando as duas bibliotecas foram comparadas. Uma correlação negativa entre o MIR167 e seu gene alvo (LOC_Os07g29820) também foi confirmada por PCR em tempo real. Este é o primeiro trabalho sugerindo o envolvimento das proteínas ASR na regulação da expressão de miRNAs em planta. O segundo capítulo apresenta o estudo das proteínas ASR na manutenção da homeostase do pH em plantas de arroz. Verificou-se uma diminuição do crescimento radicular em plantas silenciadas em solução ácida, quando comparadas com plantas não transformadas nas mesmas condições. Também foi analisada a viabilidade da ponta de raízes quanto ao dano causado pelo baixo pH e diferentes concentrações de Ca+2, demonstrando que a adição de CaCl2 é capaz de aliviar o efeito tóxico do excesso de protons H+. Diversos genes reprimidos nas plantas silenciadas e envolvidos no mecanismo de manutenção do pH em células vegetais, também foram investigados. O terceiro e último capítulo é dedicado ao estudo da resposta inicial de plantas de Arabidopsis thaliana ao estresse por alumínio. Plantas com 7 dias de idade foram expostas a uma concentração de 25 μM de AlCl3 durante 3 horas e modificações na abundância de proteínas foi investigada com a técnica de espectrometria de massa. Um total de 3.213 proteínas foram identificadas, sendo que destas, 293 apresentaram variação no nível de expressão. Diversas proteínas com expressão induzida são funcionalmente associadas com a detoxificação de espécies reativas de oxigênio (ROS), indicando que o tratamento ocasionou estresse oxidativo nas raízes de A. thaliana. Também foram identificadas uma proteína mitocondrial carreadora de substrato e uma acyl-CoA oxidase com possível papel nos mecanismos de defesa em resposta a alumínio e com potencial para futuros estudos funcionais na planta modelo. De uma maneira geral, os resultados aqui apresentados mostram, pela primeira vez, que ASR5 está envolvida na regulação de miRNAs e na homeostase do pH em plantas de arroz, além de identificar proteínas responsivas ao estresse por alumínio em A. thaliana. / Plants are sessile organisms that continuously face adverse environmental situations, leading to a significant reduction in biomass and yield. The aim of the present work was to further study the ASR (ABA, stress and ripening) transcription factors in rice plants. Moreover, the responses of Arabidopsis thaliana to aluminum stress were also analyzed. The chapter 1 of this thesis compares the expression of mature miRNAs in the ASR5 silenced plants (ASR5_RNAi) and in non-transformed plants (control). From a total of 279 mature miRNA of 60 families, 159 were differentially expressed. A negative correlation of MIR167 and its target gene (LOC_Os07g29820) was also confirmed by real time RT-qPCR. This is the first report showing the involvement of ASR proteins in miRNA gene expression regulation. The second chapter presents the study of participation of ASR proteins in the maintenance of pH homeostasis in rice plants. The evaluation of root growth in ASR5_RNAi plants upon acid solution showed inhibition of root growth when compared to non-transformed plants in the same condition. Root tip feasibility and damage caused by low pH and different concentrations of Ca+2 was also analyzed. The results indicate that addition of CaCl2 is capable of alleviating the toxic effects of H+ protons. Several genes downregulated in silenced plants and involved in pH maintenance in plant cells have also been investigated. This work demonstrates the importance of ASR transcription factors in a biological process not yet described. The third and final chapter describes the study of the initial response of Arabidopsis thaliana to aluminum stress. Seven-day old seedlings were treated with 25 μM AlCl3 for 3 hours and submitted to quantitative analyses by mass spectrometry. A total of 3,213 proteins were identified, from which 293 proteins were differentially responsive upon aluminum treatment. Several proteins with increased expression in response to the treatment are functionally associated with reactive oxygen species (ROS), indicating that the Al3+ exposure caused oxidative stress in the roots of A. thaliana. A mitochondrial substrate carrier (At1g78180) and an acyl-CoA oxidase (At3g51840) with a putative role in Al defense were also up-regulated and constitute interesting targets for functional studies of aluminum toxicity in the model plant. Overall, the results here presented show for the first time that ASR5 is involved in miRNA and pH homeostases regulation in rice plants and also identify proteins responsive to aluminum stress in A. thaliana.

Made available in DSpace on 2014-08-20T13:32:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_gabriela_dos_santos.pdf: 1447365 bytes, checksum: 9a964998717dab34fd1a25c9caf8d86c (MD5) Previous issue date: 2013-03-05 / The breeding programs have made significant contributions to obtain more productive genotypes. Studies in Plant biotechnology has been one of the tools to aid plant breeding, as well as the use of molecular markers. Transposons and Retrotransposons are ubiquitous in plant genomes and are increasingly studied. This study aimed to evaluate the genetic similarity among different rice cultivars using the techniques of IRAP and REMAP using the presence of retrotransposons. To verify this similarity was performed in 20 rice genotypes (Brazilian, Japanese and Filipinos) a DNA extraction for subsequent PCR amplification using the techniques IRAP and REMAP. Analysis of amplification products was made by classifying the fragments as independently presence and absence of amplification at different heights polyacrylamide gel for data were used to construct a binary matrix. The data generated were used for the calculation of genetic similarity between all pairs of individuals with the aid of the computer program NTSYS pc 2.1. To describe the patterns of similarity was adopted Dice coefficient and a dendrogram was constructed by the method of unweighted UPGMA grouping in pairs. Furthermore, was estimated cophenetic correlation coefficient (r), according to the Mantel test and statistical stability of the grouping was estimated by analysis of bootstrapping with 1000 replicates through the computer program WinBoot 1.0. The results of this work show that it is possible to assess the genetic variability in rice genotypes using IRAP and REMAP techniques through the use of retrotransposons as molecular markers. / Os programas de melhoramento genético têm contribuído para a obtenção de genótipos mais produtivos. Estudos em Biotecnologia vegetal tem sido uma das ferramentas de auxílio para o melhoramento genético vegetal, assim como a utilização dos marcadores moleculares. Transposons e Retrotransposons são onipresentes no genoma das plantas e são cada vez mais estudados. Esse trabalho teve como objetivo avaliar a similaridade genética entre diferentes cultivares de arroz utilizando as técnicas de IRAP e REMAP utilizando a presença de retrotransposons. Para verificar essa similaridade, foi realizada em 20 genótipos de arroz (brasileiros, japoneses e filipinos) a extração de DNA, para posterior amplificação por PCR utilizando as técnicas IRAP e REMAP. A análise dos produtos da amplificação foi feita classificando os fragmentos independentemente conforme presença e ausência de cada fragmento amplificado em diferentes alturas do gel de poliacrilamida para que os dados fossem utilizados na construção de uma matriz binária. Os dados gerados foram utilizados para o cálculo de similaridade genética entre todos os pares de indivíduos, com o auxílio do programa computacional NTSYS pc 2.1. Para descrever os padrões de similaridade foi adotado o coeficiente de Dice e foi construído um dendrograma por meio do método não-ponderado de agrupamento aos pares UPGMA. Além disso, foi estimado o coeficiente de correlação cofenética (r), de acordo com o teste de Mantel e a estabilidade estatística do agrupamento foi estimada por meio da análise de bootstraping com 1000 replicações, através do programa computacional WINBOOT. Os resultados obtidos neste trabalho mostram que é possível avaliar a variabilidade genética em genótipos de arroz utilizando as técnicas IRAP e REMAP através do uso dos retrotransposons como marcadores moleculares.

Submitted by Cláudia Bueno (claudiamoura18@gmail.com) on 2015-12-04T13:45:14Z No. of bitstreams: 2 Tese - Anderli Divina Ferreira Rios - 2014.pdf: 1078030 bytes, checksum: fbee617a78f8ef10405979af80950968 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-12-07T11:16:00Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Anderli Divina Ferreira Rios - 2014.pdf: 1078030 bytes, checksum: fbee617a78f8ef10405979af80950968 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-07T11:16:00Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese - Anderli Divina Ferreira Rios - 2014.pdf: 1078030 bytes, checksum: fbee617a78f8ef10405979af80950968 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2014-09-28 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG / The Brazilian production of grain crop is 193.9 million tonnes. The area harvested in 2014, was 55 million hectares, which represents in increase of 4.2 % compared to 2013 (52.8 million hectares). Rice, corn and soybean crops are the three main products that together accounted for 92.5 % of the grain production and accounted for 85.5 % of the harvested. Together these three crops produced around 177 million tonnes in the 2013/2014 season . Among the major diseases of soybean currently in the Cerrado region, we highlight those caused by nematodes, especially Heterodera glycines and Pratylenchus brachyurus. The maize and rice are used in rotation succession withis soybean crops and are host to the nematode making the management of areas infested with this pathogen more complex. The use of resistance is one of the most important strategies for plant disease control due to its compatibility with other management practices and for not being harmful to the environment. The objective of this study was to evaluate the reaction of of soybean, corn and rice genotypes to the root lesion nematode in order to obtain sources of resistance that could be included in plant breedind or be readily used by the farmers. Nine experiments were performed in the present study. Three experiments were conducted with soybeans in a completely randomized design. The first (experiment I) was conducted in field conditions with seventy cultivars (treatments) and six replications. The second experiment (experiment II) was conducted under controlled with 26 cultivars and seven replications. The third experiment (experiment III) was conducted in naturally infested field with 12 cultivars and six replications with assessments at 30, 60 and 90 DAS and harvest at 131 DAS. For corn, two experiments were conducted, the first with 30 genotypes and seven replications. The second (experiment II) was conducted in field conditions with ten genotypes and six replications evaluated at 30, 60 and 90 DAS and harvest at 119 DAS. For the rice crop, four experiments were conducted, three under controlled conditions (experiments I, II and III) and one in the field (experiment IV). All four experiments were set as a completely randomized design with six replications. In the present study no genotypes of soybean, corn or rice were found as resistant to P. brachyurus but some had promising results. The soybean cultivars TMG 132 RR, Emgopa 313 RR, M-Soy 8360 RR and CD 237 RR, rice cultivars BRS 01600, BRS Primavera and BRS Monarca and the corn hybrids, P30K75 and P30S31 presented lower nematode population densities or reproduction factors (RF). The soybean cultivars P 98Y11, BRSGO 8560 RR and P 98Y51 and the corn hybrids AG 1051, P3862H and SHS 3031 showed tolerance to the nematode. Given the results presented here, it is necessary for the studies to be continued in order to obtain resistant genotypes and to identify other promising crops that can be used in rotation with soybeans in areas with high infestation by the nematode. Also its important to study the behavior of this nematode in ecosystems where these crops are cultivated. Genotypes that provided lower nematode population densities should be preferred for future research in order to identify resistance. / A estimativa nacional de grãos para a safra 2013/2014 é de 193,9 milhões de toneladas. A área a ser colhida em 2014, de 55 milhões de hectares, apresenta acréscimo de 4,2% frente à de 2013 que foi de 52,8 milhões de hectares. O arroz, o milho e a soja são os três principais produtos em volume deste grupo, que somados representam 92,5% da produção e respondem por 85,5% da área colhida na safra 2013/2014. Juntas essas três culturas produzirão em torno de 177 milhões de toneladas na safra 2013/2014. Dentre as principais doenças da cultura da soja atualmente na região dos Cerrados, destacam-se aquelas causadas por nematoides, principalmente Heterodera glycines e Pratylenchus brachyurus. O milho e o arroz são utilizados em rotação ou sucessão com a cultura da soja e são culturas hospedeiras de P. brachyurus dificultando o manejo das áreas infestadas com esse patógeno. A utilização de resistência é uma das estratégias de controle mais importantes devido à sua compatibilidade com outras práticas de manejo e por não ser prejudicial ao meio ambiente. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a reação de genótipos de soja, milho e arroz ao nematoide das lesões radiculares P. brachyurus a fim de obter fontes de resistência, que possam ser usadas em programas de melhoramento genético ou imediatamente por agricultores em áreas infestadas pelo nematoide. Foram realizados nove experimentos no presente estudo. Para a cultura da soja foram realizados três experimentos, o primeiro (Experimento I) em condições de campo com setenta cultivares (tratamentos) em delineamento inteiramente casualizado e seis repetições. O segundo experimento (experimento II) foi realizado em condições semi-controladas, com delineamento inteiramente casualizado, com 26 cultivares e sete repetições, e avaliação aos 60 dias após inoculação (DAI). O terceiro experimento (Experimento III) foi realizado em campo naturalmente infestado, em delineamento inteiramente casualizado com 12 tratamentos (cultivares) e seis repetições, com avaliações aos 30, 60 e 90 dias após semeadura (DAS), e colheita dos grãos aos 131 DAS. Para o milho foram conduzidos dois experimentos, sendo o primeiro em condições semi-controladas, com 30 tratamentos (genótipos), sete repetições e avaliação aos 60 DAI. O segundo (experimento II) foi conduzido em condições de campo com dez tratamentos (genótipos), seis repetições e avaliação aos 30, 60 e 90 DAS e a colheita dos grãos foi realizada aos 119 DAS. Para a cultura do arroz foram conduzidos quatro experimentos, sendo três em condições controladas (experimentos I, II e III) e um em condição de campo (experimento IV) todos em delineamento inteiramente casualizado e seis repetições. Nos experimentos I, II e III as avaliações foram realizados aos 45, 55 e 76 DAI. No experimento IV avaliou-se aos 86 DAS. No presente estudo, não foram encontrados genótipos de soja, milho e arroz resistentes a P. brachyurus, mas, encontrou-se resultados promissores. As cultivares de soja TMG 132 RR, Emgopa 313 RR, M-Soy 8360 RR e CD 237 RR, as cultivares de arroz BRS 01600, BRS Primavera e BRS Monarca e os híbridos de milho, P 30K75 e P 30S31 foram promissores por apresentarem menores densidades populacionais ou FR para o nematoide. As cultivares de soja P 98Y11, BRSGO 8560 RR e P 98Y51e os híbridos de milho AG 1051, P 3862H e SHS 3031 apresentaram tolerância a P. brachyurus. Diante dos resultados aqui apresentados, é necessário que os estudos sejam continuados com o intuito de se obter genótipos resistentes e também identificar outras culturas promissoras que possam ser usadas em rotação ou sucessão com a soja, em áreas com alta infestação por P. brachyurus, além de ser importante o estudo do comportamento desse nematoide nos ecossistemas onde essas culturas são produzidas. Os genótipos que proporcionaram menores densidades populacionais devem ser preferidos para investigações futuras visando à identificação de genótipos que possuam resistência a P. brachyurus.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-12-26T12:10:37Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Marcos Paulo dos Santos - 2016.pdf: 2911662 bytes, checksum: c8db5f3925a90d53be3488cdf5a1a663 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-12-26T12:11:16Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Marcos Paulo dos Santos - 2016.pdf: 2911662 bytes, checksum: c8db5f3925a90d53be3488cdf5a1a663 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-26T12:11:16Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Marcos Paulo dos Santos - 2016.pdf: 2911662 bytes, checksum: c8db5f3925a90d53be3488cdf5a1a663 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-11-29 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / The rice phenology and development are events controlled by environmental and genetic factors, and the yield potential of the crop is defined for your interaction. This study aimed to determine the environmental impacts of sites and sowing period on the morphophysiological characteristics and grain yield of contrasting lowland rice genotypes. The experiments were done in two environments, tropical, in Goianira-GO, and subtropical, Pelotas-RS, and Cachoeirinha-RS during the months of october, november, and december. The cultivars evaluated were BRS Catiana, BRS Jaçanã, BRS Pampa, BRS 7 Taim and Irga 424. The experimental design was a randomized complete block design (RBD), with four repetitions, being as factor genotype, sowing dates and sites. It was evaluated phenological development, biomass accumulation and assimilated partition, radiation use efficiency (EUR) and grain yield. In both environments, cultivars did not showed sensibility to photoperiod. The demand of degrees-day accumulated for flowering decreased for late sowing in Goianira-GO. In Cachoeirinha-RS, this trend was observed, however in a lower scale. The EUR decreased for november sowing in Goianira-GO, while in Cachoeirinha-RS there was no variation in the EUR for sowing dates from october to november. The assimilated partition do not differed among cultivars. For the subtropical environment, highest yields were observed for the period of sowing october to december. Already, in the tropical environment, occured yield decrease for sowing in november. It is probably correlated to lower values of minimum temperature accumulated during the reproductive phase. Higher accumulation of degrees-day and solar radiation in the reproductive stage and grain filling contribute to the achievement of high grain yields in the production environments in Brazil. Thus, the agroclimatic zoning has to indicate the sowing dates that optimize the accumulation degrees-day and solar radiation in these phases. / A fenologia e o desenvolvimento da planta de arroz são eventos controlados por condições ambientais e fatores genéticos, sendo o potencial produtivo da cultura definido pela sua interação. Objetivou-se neste estudo determinar os impactos ambientais de locais de cultivos e do período de semeadura nas características morfofisiológicas e na produtividade de grãos de genótipos contrastantes de arroz irrigado. Os experimentos foram realizados em dois ambientes, tropical, em Goianira-GO, e subtropical, Pelotas-RS e Cachoeirinha-RS durante os meses de outubro, novembro e dezembro. As cultivares avaliadas foram BRS Catiana, BRS Jaçanã, BRS Pampa, BRS 7 Taim e Irga 424. Os ensaios foram implantados em delineamento de blocos completos casualizados (DBC), com quatros repetições, tendo como fatores os genótipos, épocas e locais de semeadura. Avaliou-se o desenvolvimento fenológico, acúmulo de biomassa e partição de assimilados, eficiência no uso da radiação (EUR) e a produtividade de grãos. Em ambos os ambientes, as cultivares não foram sensíveis ao fotoperíodo. A demanda de graus-dia acumulados para o florescimento decresceu para as semeaduras tardias em Goianira-GO. Em Cachoeirinha-RS, essa dinâmica também foi observada, porém em menor escala. A EUR decresceu na semeadura em novembro em Goianira-GO, enquanto que em Cachoeirinha-RS não houve variação na EUR no período outubro-dezembro. A partição de assimilados não diferiu entre cultivares. Para o ambiente subtropical foram obtidas altas produtividades para as semeaduras de outubro a dezembro. Já, no ambiente tropical, ocorreu queda de produtividade na semeadura em novembro. Essa redução provavelmente está correlacionada aos menores acúmulos de temperatura mínima na fase reprodutiva. Maiores acúmulos de graus-dia e de radiação solar na fase reprodutiva e de enchimento de grãos contribuem para o alcance de altas produtividades de grãos nos ambientes de produção de arroz no Brasil. Assim, o zoneamento agroclimático deve buscar indicar períodos de semeadura que otimizem o acúmulo de graus-dia e radiação solar nessas fases.

Made available in DSpace on 2014-08-20T13:44:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_felipe_nobre.pdf: 1392556 bytes, checksum: d4e08f0635d94bd71a605aee76674bfe (MD5) Previous issue date: 2010-10-24 / The objective of this study was to look into the viability of using the images acquired by the Moderated Orbital resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) sensor in order to determining the period of occurrence of phenological stages in order to assist determining the best conducive to harvesting of seed rice. The study area consisted of 12 farms located in the municipalities of Arroio Grande and Rio Grande - RS, of which we had information regarding to sowing, V4, R1, R6 and harvest dates. The delimitation of the field crops was performed by geodetic coordinates obtained by a GPS navigation receiver, aided by medium spatial resolution images from Landsat-5 Thematic Mapper (TM) sensor. In order to generate the spectro-temporal profiles were used daily images from MODIS sensor products MOD09GQ (Terra satellite) and MYD09GQ (Aqua satellite) with 250m spatial resolution, turned in the Enhanced Vegetation Index 2 (EVI2), ranging from before sowing to after harvest. Daily images from Terra and Aqua satellites were composited in images containing the maximum EVI2 for each day. Then we excluded from the analysis the composite images with cloud cover noise contamination and those showing values significantly discrepant with those of adjacent days. The temporal profiles of EVI2 for each crop field were associated with the dates of sowing, V4, R1 and R6 phenological stages and harvesting of crops fields. The EVI2 spectro-temporal profile for paddy rice presented considerable increases around the V4 stage, reaching its highest values around the R6 stage and then begin to decrease even after harvesting. However, we observed a wide range of EVI2 values for each developmental stage analized and the harvest date for different crops fields. Thus, in this study we could not establish reliable parameters that indicate the possibility of using daily images from MODIS as a single indicator for determining both phenological stages and most propitious time for rice harvesting. However, it is possible to monitor the temporal profile EVI2 of irrigated rice fields, which can be used as auxiliary data to approximately determine the crop phonological stage, since cloud free images are available. / O objetivo deste trabalho foi analisar a viabilidade da utilização das imagens adquiridas pelo sensor orbital MODerated resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) na determinação do período de ocorrência dos estádios fenológicos de modo a facilitar a identificação do ponto de maturidade fisiológica e do momento mais propício à colheita de lavouras de sementes de arroz irrigado. A área de estudo constitui-se de 12 talhões situados nos municípios de Arroio Grande e Rio Grande RS, das quais se dispunha de informações das datas de semeadura, dos estádios fenológicos V4, R1, R6 e de colheita. A delimitação das lavouras foi realizada por meio de coordenadas geodésicas obtidas por um receptor GPS de navegação, auxiliadas por imagens de média resolução espacial do sensor TM do satélite Landsat 5. Na geração dos perfis espectro-temporais foram utilizadas imagens diárias do sensor MODIS produtos MOD09GQ (satélite Terra) e MYD09GQ (satélite Aqua), com resolução espacial de 250 metros, transformadas no índice de vegetação EVI2 (Enhanced Vegetation Index 2), abrangendo desde o período anterior a semeadura até o que precede a colheita. A partir das imagens diárias Terra e Aqua foram geradas imagens compostas contendo o valor máximo do EVI2 para a média de cada lavoura, em cada dia. Posteriormente, foram eliminadas da análise as imagens compostas contaminadas pela presença de nuvens e/ou ruídos e aquelas apresentando valores consideravelmente discrepantes às dos dias adjacentes. Aos perfis temporais do EVI2 foram associadas as informações sobre as datas de semeadura, dos estádios V4, R1, R6 e de colheita das lavouras. O perfil espectrotemporal sob a forma do EVI2 para a cultura do arroz irrigado apresenta-se com acréscimos consideráveis dos valores em torno do estádio V4, alcançando os valores mais altos por volta do estádio R6 que em seguida começam a decrescer até mesmo após a colheita da lavoura. Entretanto, observou-se grande amplitude de valores de EVI2 para cada estádio fenológico analisado e para a data de colheita, para as diferentes lavouras. Desta forma, neste estudo, não foi possível estabelecer parâmetros confiáveis que indiquem a possibilidade da utilização das imagens diárias do MODIS como único indicador para determinação tanto dos estádios fenológicos estudados quanto do momento mais propício à colheita de lavouras de arroz irrigado. Entretanto, é possível monitorar o perfil temporal do EVI2 das lavouras de arroz irrigado, que pode ser utilizado como ferramenta auxiliar para se determinar o provável estádio fenológico da cultura, desde que se disponham imagens livres de nuvens.

Made available in DSpace on 2014-08-20T13:59:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_leticia_benitez.pdf: 775594 bytes, checksum: 1d79ebc2ce3bb293397c9d3cbc98c0a0 (MD5) Previous issue date: 2008-07-17 / Plants under natural conditions are exposed to several environmental stresses which affect their metabolism. Among them, soil salinity is one of the most serious problems in irrigated agriculture. Trying to identify genetic variability for this character, the main goal of this work was to evaluate the germination and the initial development of plantlets of 10 rice genotypes under salt stress. The plantlets were cultivated ex vitro and in vitro, and many morphological characters were used to phenotype their responses. The investigations were performed ex vitro in the greenhouse and in vitro in culture media with NaCl concentrations of 0, 68, 136 and 204 mM added to a nutrient solution and to culture media, respectively. After 21 days from the beginning of each experiment, plantlet emergence and seed germination in vitro were evaluated. Other characters measured were shoot length, number of leaves, leaf area, root length, number of roots and fresh and dry mass of aerial part and radicular system. Analysis of variance, regression fitting, percentage of reduction and dissimilarity analysis were performed. The salinity damages were seen only at the initial phase of germination and plantlet emergence except on 204 mM concentration which was inhibitory to in vitro seed germination. All measured characters had their development reduced in saline substrate. The characters average shoot area, shoot biomass and root biomass were the most sensitive to NaCl and the characters leaf and root number were the less affected by the salinity excess. The genotypes showed different responses in both experimental conditions. The genotypes formed three groups when an UPGMA hierarchal method was applied to both system of cultivation. Five and two groups were found when Tocher optimization method was applied to in ex vitro and in vitro data, respectively. The variables average shoot area and average root dry mass contributed more to similarity between genotypes ex vitro, while the average shoot and root weight were the most contributing for the in vitro dissimilarity. The variable shoot length was the one that less contributed to genotype discrimination in both cultivation systems. It is concluded that the genotype BRS Bojuru presented the highest tolerance to salinity while BRS Ligeirinho showed the lowest tolerance in both investigations. / As plantas, sob condições naturais, estão expostas a vários estresses ambientais que afetam seu metabolismo. Dentre estes, a salinidade dos solos e da água de irrigação é um dos mais sérios problemas para a agricultura irrigada. Sabendo que o germoplasma do arroz possui uma variabilidade genética para tolerância à salinidade, o objetivo deste trabalho, foi avaliar a germinação e o desenvolvimento inicial de plântulas de 10 genótipos de arroz, cultivados ex vitro e in vitro, por meio de caracteres morfológicos e agrupá-los para o caráter tolerância à salinidade. Foram realizados trabalhos em casa de vegetação e no sistema de cultura in vitro com as concentrações de 0, 68, 136 e 204 mM de NaCl acrescidos à solução nutritiva e ao meio de cultura, respectivamente. Após 21 dias do início de cada experimento, foram avaliadas a emergência de plântulas ex vitro e a germinação de sementes in vitro, além das médias dos caracteres altura da parte aérea, número de folhas, área foliar, comprimento de raiz, número de raiz e massa fresca e seca da parte aérea e do sistema radicular. Foram procedidas análises de variância, ajuste de regressões, cálculos de percentagem de redução e análise de dissimilaridade. A salinidade a atrasou a fase inicial de germinação e emergência de plântulas, exceto na concentração de 204 mM que foi inibitória para germinação das sementes in vitro. Todos os caracteres mensurados tiveram seu desenvolvimento reduzido em substrato salino, sendo os caracteres correspondentes à área foliar média e à fitomassa média da parte aérea e do sistema radicular os mais suscetíveis ao NaCl e número médio de folhas e de raiz os menos afetados pelo excesso de salinidade. Observou-se dissimilaridade entre os genótipos estudados para tolerância à salinidade nas duas condições experimentais, verificada pela formação de três grupos pelo método hierárquico UPGMA, em ambos sistemas de cultivo, e de cinco e dois grupos pelo método de otimização de Tocher no cultivo ex vitro e in vitro, respectivamente. As variáveis, área foliar média e massa seca média de raiz, contribuíram mais para a dissimilaridade entre os genótipos ex vitro, enquanto que massa fresca média da parte aérea e de raiz foram as que mais contribuíram para a dissimilaridade in vitro. A variável altura média da parte aérea foi a que menos contribuiu para a separação dos genótipos nos dois sistemas de cultivo. Pode-se concluir que o genótipo BRS Bojuru apresentou maior tolerância à salinidade, enquanto que BRS Ligeirinho mostrou maior sensibilidade nos dois trabalhos.

The vinasse of potato (Solanum tuberosum L.) has been used in an empirical way for the treatment of seeds and fertilization of different plant species in Silveira Martins, RS, Brazil. However, no information is available on its efficiency uses. The aim of the present work was to evaluate the capacity of the potato vinasse to modify the physiological quality of beans, soybeans and rice seeds. Bifatorial experiments were arranged in completely randomized and randomized blocks, each with four replicates in beans, soybeans and rice. The treatments consisted of two lots of seeds and nine concentrations of potato vinasse. The seeds were submerged in solutions of different concentrations of vinasse potato for one hour. Then, in the laboratory tests of germination, first count germination, growth and seedling dry matter biomass were carried out. The same treatments were used to evaluate the behavior of species by means of field emergence and seedling dry mass emerged. Along with the field test, we also quantified the degree of seedling development using a scale. To verify the presence of auxin, we conducted the biotest in petioles of beans. The results showed that treatment with different concentrations of vinasse potato causes physiological changes in seeds of beans, soybeans and rice observed through the expression of germination and seed vigor. Beans and soybeans have a higher number of normal seedlings in the evaluation of the first count of germination for seeds treated with concentrations of up to 20% vinasse. Concentrations above 20% do not favor germination and vigor expressions for all species. Soybean seedlings show greater length when they are originated from seeds treated with concentrations of up to 20% of potato vinasse. The concentration of 100% of vinasse potato causes a reduction in the angle formed by the petioles of beans from 180 min of immersion, which indicates the presence of auxin in this substance. / A vinhaça de batata (Solanum tuberosum L.) tem sido utilizada, de forma empírica, para tratamento de sementes e fertilização de plantas de várias espécies, na região de Silveira Martins, RS. Entretanto, não há informações disponíveis sobre a eficiência de sua utilização. Com o propósito de investigar a capacidade da vinhaça de batata produzir efeito sobre a qualidade fisiológica de sementes, foram organizados experimentos bifatoriais sob delineamento inteiramente casualizado e blocos ao acaso, todos em quatro repetições, para feijão, soja e arroz, separadamente. Os tratamentos consistiram na combinação de dois lotes de sementes e nove concentrações de vinhaça de batata. As sementes foram submersas nas soluções de diferentes concentrações de vinhaça de batata, por um período de uma hora. Em seguida, no laboratório, foram conduzidos os testes de germinação, primeira contagem de germinação, crescimento e massa seca de plântulas. Os mesmos tratamentos foram utilizados para avaliar o comportamento das espécies por meio do teste de emergência em campo e da massa seca das plântulas emersas. Junto ao teste de campo, também foi quantificado o grau de desenvolvimento das plântulas por meio de uma escala. Para verificar a presença de auxinas, conduziu-se o bioteste de pecíolos em feijão. Os resultados mostraram que os tratamentos com as diferentes concentrações de vinhaça de batata provocam modificações no potencial fisiológico das sementes de feijão, soja e arroz, observadas por meio das expressões de germinação e vigor das sementes. O feijão e a soja apresentam maior número de plântulas normais na avaliação da primeira contagem da germinação, para sementes tratadas com as concentrações de até 20% de vinhaça. As concentrações superiores a 20% desfavorecem as expressões de germinação e vigor, para todas as espécies. As plântulas de soja apresentam maior comprimento total quando são originadas de sementes tratadas com as concentrações de até 20% de vinhaça de batata. A concentração 100% de vinhaça de batata promove redução no ângulo formado pelos pecíolos do feijão, a partir de 180 minutos de imersão, fato que indica a presença de auxina nessa substância.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Climate change projections indicate that current atmospheric CO2 concentrations (380 ppmv) will double by the end of this century, which may lead to an increase in crop yield due to an increase in photosynthesis. However, as a negative consequence of higher CO2 concentration, an increase in atmosphere greenhouse effect and consequent increase in air temperature is expected during the next 100 years, which might offset the positive effects of increasing CO2 on crops. Despite the importance of rice crop in Rio Grande do Sul and in Brazil, there is no report in the literature on the impact of climate change on grain yield for Brazilian genotype and conditions. Thus, the objective of this dissertation was to simulate and evaluate the impact of elevated atmospheric CO2 concentration and temperature increase of +1°C, +2°C, +3°C, +4°C and +5°C. Rice grain yield was simulated with the InfoCrop model. Simulations were performed considering three moderns rice cultivars (IRGA 421, IRGA 417 and EPAGRI 109) and seven sowing dates spaced monthly from 20 July to 20 January. A greater rice grain yield was obtained in the climate change scenarios for the three cultivars, with higher increase for the very early cultivar (IRGA 421) and lower increase for the late cultivar (EPAGRI 109). If global warming takes place, currently sowing period for irrigated rice it may be enlarged. / Projeções sobre possíveis mudanças climáticas indicam que a concentração atual de CO2 (380 ppmv) na atmosfera terrestre deverá dobrar até o final deste século, o que pode acarretar em um aumento no rendimento das culturas agrícolas pelo incremento na fotossíntese. Porém, como conseqüência negativa do aumento da concentração de CO2, é esperado um aumento do efeito estufa da atmosfera e, consequentemente, na temperatura do ar nos próximos 100 anos, o que poderia anular os efeitos positivos do aumento da concentração de CO2 nas culturas agrícolas. Apesar da importância da cultura do arroz irrigado no Rio Grande do Sul e no Brasil, não foi encontrado na bibliografia nenhum trabalho que avaliasse o impacto da mudança climática no rendimento de grãos para as condições e genótipos brasileiros. Assim, esta dissertação teve como objetivo simular e avaliar o impacto de cenários climáticos de aumento da concentração de CO2 na atmosfera e aumento da temperatura do ar sobre o rendimento de grãos de arroz irrigado em Santa Maria, RS. Foram utilizados cenários sintéticos de mudança climática com 100 anos, considerando-se o dobro da quantidade de CO2 e aumentos de temperatura do ar de +1°C, +2°C, +3°C, +4°C e +5°C. O rendimento de grãos da cultura do arroz foi simulado com o modelo InfoCrop. As simulações foram realizadas considerando um intervalo de 100 anos para três cultivares modernas de arroz (IRGA 421, IRGA 417 e EPAGRI 109) em sete datas de semeadura, com intervalos mensais, de 20 de Julho até 20 de Janeiro. O rendimento de grãos de arroz irrigado aumentou nos cenários de mudança climática para as três cultivares com maior incremento na cultivar superprecoce (IRGA 421) e menor na cultivar de ciclo longo (EPAGRI 109). Se o aquecimento global se confirmar, o período de semeadura recomendado atualmente para cultivares de arroz irrigado deverá ser ampliado.

Fundação de Amparo a Pesquisa no Estado do Rio Grande do Sul / Rice is the main source of inorganic arsenic (Asi), a carcinogenic substance, in the human diet. In this sense, there is great interest in reducing the accumulation of As in rice grains. To achive this, field management / rice processing and study of different cultivars have been explored. Globally, many countries that consume rice don t produce it, or even specifics regions of a producer country. As to maintain the rice consumption these regions have to import rice, the identifycation of regions with low As is an important option to ensure food security for the consumers. However, the location of As free areas seems to be an incomplete solution; as there is a large demand for rice and the already considerable number of areas described as contaminated. Thus, it is necessary to use a set of information able to describe As levels in different areas, comparing cultivars, including specific mechanisms of tolerance and low translocation, besides the description of side effects such as levels of other minerals present in the grain and effect of soil management on grain quality. Given the above, this study aimed to evaluate commercial samples of rice in Latin America, as well as samples collected in the field under different managements of water, fertilizer and land use; in addition it was used short-term experiments in greenhouse were performed to evaluate morphophysiological parameters in different cultivars. There is a large discrepancy regarding As concentration among the different regions tested. Although the genetic factor (cultivar) has an effect on As concentration in grain, environmental and management factors are decisive. Apparently the cultivar BR-IRGA 409 presents a large susceptibility to As, also presenting a lower translocation to grains while cultivars described as tolerant had a higher accumulation of this element. The phosphorus use efficiency and the concentration of non-protein thiols appear to be related to tolerance, being highly pronounced in tolerant cultivars. Finally, As has a high potential to genotoxic and oxidative stress, and the main abnormality observed was the presence of micro-nuclei. / O arroz é a principal fonte de arsênio inorgânico (Asi), uma substância cancerígena, na dieta humana. Neste sentido, existe um grande interesse em reduzir o acúmulo do mesmo em grãos. Para tal, a gestão a campo, criação/modificação no processamento de arroz e estudo com diferentes cultivares vêm sendo explorados. A nível global, muitos países que consomem arroz não produzem o mesmo, ou mesmo regiões dentro de um país produtor. Visto que para manter o consumo tais regiões importam arroz, a identificação de regiões com baixa concentração de As é uma importante opção para a salubridade dos consumidores. Entretanto, a localização de pequenas áreas livres ou com baixas concentrações de As não parece ser a solução completa para a contaminação observada em alimentos; visto a grande demanda de arroz e o número já considerável de áreas descritas como contaminadas. Desta forma, faz-se necessário o uso conjunto de informações como a descrição dos níveis de As em diferentes áreas, comparação entre cultivares, incluindo mecanismos específicos de tolerância e baixa translocação, além da descrição de efeitos secundários como nível dos demais minerais presentes no grão e efeito do manejo da cultura na qualidade de grãos. Visto o exposto, o presente estudo teve por objetivos avaliar amostras comerciais de arroz da América Latina, bem como amostras coletadas a campo sob diferentes manejos de água, fertilizantes e uso do solo; além de utilizar experimentos de curta duração em casa de vegetação para avaliar parâmetros morfofisiológicos em diferentes cultivares. Existe uma grande discrepância na concentração de As nas diferentes regiões testadas. Embora o fator genético (cultivar) tenha efeito sobre a concentração de As em grãos, os fatores ambiente e manejo são determinantes. Aparentemente, a cultivar BR-IRGA 409 apresenta uma maior suscetibilidade ao As, apresentando também uma menor translocação para os grãos, enquanto que cultivares com comportamentos tolerantes apresentaram um maior acúmulo deste elemento. A eficiência de uso de fósforo e a concentração de tióis não proteicos parecem estar relacionadas à tolerância ao As, sendo altamente pronunciadas em cultivares tolerantes. Finalmente, o As apresenta alto potencial genotóxico e oxidativo, sendo a principal anormalia observada a presença de micro-núcleos.

Oxyreduction reactions resulting from the soil flood promote lighest availability of nutrients from fertilizer application, soil solution. Although the management of drainage, necessary to improve plant establishment contributes to the loss of fertility in these agroecosystems, events such as leaching, runoff and leakage of water from the blocks with the rains keep this ecosystem enriched and pro- development of phytoplankton. Euglenoids and cyanobacteria are favored by these conditions to grow excessively (blooms) and causing environmental impacts that are applicable to the water bodies receiving drainage waters. Moreover, many of cyanobacteria that develop in these environments also contribute to the maintenance of soil fertility. Within this context, with this work, to characterize populations of heterocytous cyanobacterias that contribute to soil fertility and euglenas red blooms forming in agroecosystem of flooded rice. To achieve these objectives, samples of water and soil in three experimental blocks of rice, and conducted two separate studies: culture, isolation and morfomolecular characterization of heterocytous cyanobacteria and cultivation, morphological characterization, monitoring on site and location of blooms cysts of resistance in the soil, forming euglenas pigmented red blooms. Morphological analysis allowed the characterization of four genera of heterocytous cyanobacteria that contribute to soil fertility: Nostoc, Anabaena, Cilindrospermum and Calotrix. Sequencing of 16S RNA gene was only positive for a strain of the genus Nostoc (Nostoc linckia) which, by phylogenetic analysis showed to be a lineage close to Nostoc sp. TH1S01 e Nostoc piscinale. The results obtained in experiments that were aimed at location of the cysts of resistance suggested that such cysts are found at a depth 0-5 cm of soil, however, focuses more on the surface. For euglenoids there was no evidence of the location of the cysts of resistance even at the surface. Monitoring the appearance of blooms of red euglenas shows that the absence of turbulence in water depths, influenced by wind velocity, and water temperature, influenced by atmospheric temperature and solar radiation are key factors for development. It follows from this work, the dynamics of both populations of cyanobacteria as euglenoids in crop irrigated rice is controlled by many biotic and abiotic making knowledge of their diversity and behavior, in practice very difficult having to therefore, the need to employ different methodologies and continuous monitoring and prolonged. It follows further that the use of in vitro culture, while contributing to the research morfomoleculares, promotes populations changes and further complicates the charactrization of the species. / As reações de oxiredução decorrentes da inundação em lavoura de arroz irrigado promovem uma maior disponibilidade de nutrientes, oriundos da aplicação de fertilizantes, na solução do solo. Embora o manejo de drenagem inicial, necessário para o melhor estabelecimento das plântulas, contribua para a perda de fertilidade nesses agroecossistemas, eventos como a lixiviação, o escorrimento superficial e o extravasamento de água das quadras com as chuvas mantêm esse tipo de ecossistema enriquecido e favorável ao desenvolvimento do fitoplâncton. O campo de arroz irrigado é um ambiente aquático temporário sujeito a grandes variações quanto a isolação, temperatura, pH, concentração do oxigênio dissolvido e estado nutricional devido a perturbações freqüentes através de práticas como o uso de agrotóxicos (WHATANABE e ROGER, 1985). Cianobactérias e euglenofíceas são favorecidas por essas condições crescendo excessivamente (florações) e causando impactos ambientais que são extensivos aos corpos d`água receptores das águas de drenagem. Por outro lado, muitas das cianobactérias que se desenvolvem nesses ambientes também contribuem para a manutenção da fertilidade do solo. Nesse contexto, objetivou-se com esse trabalho, caracterizar populações de cianobactérias heterocitadas que contribuem para a fertilidade do solo e euglenas vermelhas formadoras de florações em agroecossistema de arroz irrigado por inundação. Para atingir esses objetivos, foram coletadas amostras de água e solo em três quadras experimentais de arroz irrigado e conduzido dois estudos distintos: cultivo, isolamento e caracterização morfomolecular de cianobactérias heterocitadas e cultivo, caracterização morfológica, monitoramento in loco das florações e localização dos cistos de resistência no solo, de euglenas pigmentadas formadoras de florações vermelhas. A análise morfológica permitiu a caracterização de quatro gêneros de cianobactérias heterocitadas que contribuem para a fertilidade do solo: Nostoc, Anabaena, Cilindrospermum e Calotrix. O sequenciamento da região 16S do rDNA foi positivo apenas para uma linhagem do gênero Nostoc (Nostoc linckia) que, pela análise filogenética, está no mesmo grupo de Nostoc TH1S01 e Nostoc piscinale. Os resultados obtidos nos experimentos que visaram a localização dos cistos de resistência evidenciaram que estes se encontram numa profundidade de 0 a 5 cm do solo, porém, concentrando-se mais na superfíce. Para as euglenofíceas não houve comprovação da localização dos cistos de resistência nem mesmo na superfície. O monitoramento do surgimento das florações de euglenas vermelhas mostra que a ausência de turbulência na lâmina d`água, influenciada pela velocidade dos ventos, e a temperatura da água, influenciada pela temperatura atmosférica e radiação solar, são fatores-chave para o desenvolvimento. Conclui-se que a dinâmica das populações tanto de cianobactérias como de euglenofíceas em lavoura de arroz irrigado por inundação é comandada por muitos fatores bióticos e abióticos os quais tornam o conhecimento da sua diversidade e comportamento, na prática, muito difícil havendo, para tal, a necessidade de se empregar metodologias variadas e monitoramento continuo e prolongado. Conclui-se, ainda, que o emprego de cultivo in vitro permite a investigação morfomofológica, promove alterações das populações e dificultam ainda mais a identificação das espécies.