Fitocistatinas são inibidores competitivos de proteases cisteínicas em plantas que atuam principalmente na inibição de papaínas. Entretanto, há uma demonstração in vitro de uma fitocistatina carboxi-estendida com capacidade de inibir também uma protease do tipo legumaína. Em arroz existem 12 genes de fitocistatinas, mas apenas um deles (OcXII), possui a extensão C-terminal. Desta forma, o objetivo geral deste trabalho é compreender a diversidade e os mecanismos de interação entre as fitocistatinas e suas proteases cisteínicas alvo em arroz, com ênfase nas implicações funcionais da OcXII. Neste trabalho, nós demonstramos que, em arroz, os 12 genes de fitocistatinas têm um perfil de expressão gênica diferenciado na germinação e em respostas ambientais, sendo OcI, OcIII e OcXII os genes mais expressos. O peptídeo recombinante, correspondente à extremidade C-terminal da OcXII possui capacidade inibitória de legumaínas e não afeta a atividade das papaínas. Através do silenciamento transcricional da OcXII, via RNAi, foram obtidas plantas com atividades proteolíticas aumentadas tanto de papaínas quanto legumaínas, em adição a um fenótipo de crescimento inicial acelerado. O fenótipo oposto é observado em plântulas crescendo em condições alcalinas. Plantas expressando o promotor OcXII fusionado ao gene repórter gus demonstraram um perfil de ativação de OcXII durante a germinação, principalmente na região do escutelo das sementes. Esta ativação de OcXII permanece alta quando as sementes são mantidas com níveis elevados de ABA e sob estresse alcalino. Como alvos específicos de OcXII, as legumaínas estão relacionadas com a biossíntese de componentes vacuolares e degradação de proteínas de armazenamento. Em arroz, nós encontramos cinco diferentes loci para as legumaínas. Análises filogenéticas e estudos de expressão gênica demonstraram uma maior associação de OsaLeg2 e OsaLeg3 com tecidos de semente, e OsaLeg1, 4 e 5 com tecidos vegetativos. Também foram observadas formas de splicing alternativo, com potencial de originar diferentes isoformas ativas de legumaínas. Em geral, nossos dados demonstram o envolvimento bifuncional da OcXII nos processos de germinação e defesa interagindo e inibindo a atividade de proteases cisteínicas específicas, onde a região N-term de OcXII inibe papaínas, enquanto a C-term inibe legumaínas. / Phytocystatins are competitive inhibitors of cysteine proteases in plants, principally inhibiting papain-like proteases activity. However, there is one in vitro demonstration that a carboxy-extended phytocystatin can inhibit legumain-like proteases either. In rice there are 12 phytocystatins genes, but only one (OcXII) has the C-terminal extension. Thus, the aim of this study is to understand the diversity and interaction mechanisms among phytocystatins and its cysteine protease targets in rice, focusing on OcXII functional implications. In this work we demonstrated that in rice, the 12 phytocystatins genes have a different gene expression profile during the germination and environmental responses, while OcI OcIII and OcXII were the most expressed genes. A recombinant peptide corresponding to the different C-terminus of OcXII was produced and its inhibitory capacity was confirmed against legumains without affecting the activity of papains. OcXII transcriptional silencing, via RNAi, resulted in plants with increased proteolytic activity for both papain and legumains, in addition to an accelerated initial growth phenotype. The opposite phenotype is observed in seedlings growing under alkaline conditions. Plants expressing the OcXII promoter fused to gus reporter gene demonstrated an OcXII activation profile during germination, especially in the seed scutellum region. This OcXII activation remains high when the seeds are kept at high ABA levels or under alkaline conditions. As specific OcXII targets, legumains are related to the biosynthesis of vacuolar storage components and protein degradation. In rice, we found 5 different loci for legumains. Phylogenetic analyses and gene expression studies demonstrated a greater association of OsaLeg3 and OsaLeg2 with seed tissues, while OsaLeg1, 4 and 5 were more abundant in vegetative tissues. Also alternatively spliced forms were observed, with the potential to produce different isoforms of active legumains. Overall, our data demonstrate the involvement of the bifunctional OcXII in germination processes and defense, interacting and inhibiting the activity of specific cysteine proteases, where its N-term region inhibits papain, while the C-term inhibits legumains.

O arroz é considerado o cereal mais tolerante ao alumínio (Al). Entretanto, a variabilidade entre os genótipos leva a uma considerável diferença quanto ao grau de tolerância para cultivares distintas. Diversos estudos mostram que plantas de arroz toleram o Al por intermédio de mecanismos internos e externos. Neste trabalho foi analisada a modulação da expressão da família gênica ASR (Aba, Stress and Ripening) em função do tratamento com Al. O gene ASR5 foi diferencialmente expresso em raízes de arroz tolerante ao Al (ssp Japonica cv Nipponbare). Entretanto, ASR5 não respondeu a exposição ao Al em raízes de arroz sensíveis ao Al (ssp Indica cv Taim). Plantas transgênicas silenciadas para os genes ASR apresentaram um aumento da sensibilidade ao Al. Calos embriogênicos de arroz transformados com a fusão ASR5-GFP revelaram que a proteína ASR5 localiza-se no núcelo e no citoplasma. Em protoplastos transformados, ASR5 localizou-se nos cloroplastos. Usando uma abordagem proteômica, comparando plantas não-transformadas e plantas ASR5_RNAi, um total de 41 proteínas com padrões contrastantes foi identificado. No intuito de identificar genes com expressão alterada pelo Al em arroz, e buscar genes afetados pelo silenciamento de ASR5, foi realizado o sequenciamento total dos transcritos utilizando plantas de arroz não transformadas e ASR5_RNAi em duas condições: controle e tratamento com Al. Essas análises transcriptômicas revelaram que 961 genes responderam ao Al em raízes de plantas de arroz não transgênicas submetidas ao Al. Nas plantas ASR5_RNAi, apenas 309 genes responderam ao tratamento com Al. Entretanto, apenas 52 desses genes se sobrepuseram quando comparados ao grupo de genes modulados em plantas não transformadas, sugerindo que a planta ASR5_RNAi perdeu a capacidade de regular um conjunto de genes. Além disso, análises de imunoprecipitação da cromatina seguida de sequenciamento em massa, revelaram que ASR5 liga-se ao promotor do gene STAR1, entre outros, regulando sua expressão em resposta ao Al. Os resultados mostram pela primeira vez que ASR5 atua como fator de transcrição em arroz e que está envolvido na regulação de genes responsivos ao Al conferindo tolerância frente à toxicidade do Al. / Among cereal crops, rice is considered the most aluminium (Al) tolerant species. However, variability among rice genotypes leads to remarkable differences in the degree of Al tolerance for distinct cultivars. A number of studies have demonstrated that rice plants achieve Al tolerance through internal and external mechanisms. We have analyzed expression changes of the rice ASR (Aba, Stress and Ripening) gene family as a function of Al treatment. The gene ASR5 was differentially regulated in the Al-tolerant rice ssp Japonica cv Nipponbare. However, ASR5 expression did not respond to Al exposure in Indica cv Taim rice roots, which are highly Al-sensitive. Transgenic plants carrying RNAi constructs that targeted the ASR genes displayed increased Al susceptibility in T1 plants. Rice embryogenic calli expressing an ASR5-GFP fusion revealed that ASR5 was localized in both the nucleus and cytoplasm. In transformed protoplasts, ASR5-GFP appears in chloroplast cells. Using a proteomic approach to compare non-transformed and ASR5_RNAi plants, a total of 41 proteins with contrasting expression patterns were identified. In order to identify genes with differential modulation under Al stress in rice, and search for genes affected by ASR5 silencing, RNA-seq was made in non-transformed plants and ASR5_RNAi plants in control conditions and after Al treatment. These analyses revealed that 961 genes responded to Al in non-transformed rice roots under Al stress. A total of 309 genes responded to Al in ASR5_RNAi plants. Only 52 genes overlapped between non transformed and ASR5_RNAi plants when comparing genes modulated by Al, showing that ASR-silenced plants lost the ability to modulate a set of genes in response to Al treatment. Furthermore, ChIP-Seq analysis revealed that ASR5 can bind to the promoter of STAR1, among other genes, regulating its expression under Al stress. These results show for the first time that ASR5 act as a transcription factor in rice and that it regulates Al-responsive genes conferring tolerance in rice against Al toxicity.

A agroindústria do Brasil gera anualmente cerca de 330.000.000 toneladas de biomassas residuais, materiais que por vezes não possuem aplicação e são descartados de maneira irregular. Com a política nacional de resíduos sólidos, resíduos da classe 2-B como as biomassas não podem mais ser aterrados, sendo obrigatória sua conversão em produtos. Mas como agregar valor a um resíduo com baixo custo, baixa densidade e que se encontra de maneira geograficamente distribuída? A resposta é o processo de pirólise rápida. Nesse trabalho, foi desenvolvida uma planta pré-existente não operacional para estudo do processo de pirólise rápida. O desenvolvimento envolveu o aprimoramento e criação de equipamentos em diversas etapas do processo, como alimentação e separação. Com a planta operacional, foi estudada a pirólise rápida de casca de arroz, um resíduo gerado com excedente aproximadamente constante de 68.000 toneladas mensais no estado do Rio Grande do Sul. O material foi convertido em produtos sólidos, líquidos e gasosos, sendo que o segundo é o produto de interesse chamado de bio-óleo. Nos experimentos foi processado até 1 kg/h de casca de arroz nas temperaturas de operação de 450 °C, 525 °C e 600 °C e as alturas de leito de 4,9 e 6,5 cm. Na maior temperatura foi possível obter o líquido como produto majoritário, com rendimento de até 46% com 4,9 cm de leito. As análises via GC-MS da fase orgânica, com rendimento máximo de 26% a 600 °C com 6,5 cm de leito, mostram que o bio-óleo tem como componentes majoritários compostos e alto valor de mercado. Os cinco principais compostos são coumaran, 2-metoxi-4-vinilfenol, isoeugenol, guaiacol e vanilina, que compõem até 60% da área do cromatograma, o que motiva o estudo de sua quantificação e separação. Os produtos foram obtidos com ótimo aproveitamento das dimensões do reator e baixo consumo de gás de arraste. O alto teor de voláteis no produto sólido e a correlação das variáveis estudadas com o rendimento de líquidos indicam que o grau de pirólise do sólido está limitado pela troca térmica, resultado do baixo grau de agitação utilizado. Através da redução de granulometria das partículas de leito ou aumento do fluxo de nitrogênio espera-se melhorar a troca térmica entre as partículas visando a obtenção de maiores rendimentos de fase orgânica. O trabalho abre caminho para a otimização da produção de bio-óleo, estudo de suas aplicações e melhorias no sistema para experimentos mais longos e estáveis. / Brazilian agroindustry generates annually around 330,000,000 tons of residual biomasses, materials that sometimes do not have application and are irregularly disposed of. With the novel national solid waste policy, class 2B residues as biomasses cannot be further landfilled, being mandatory their conversion to products. But how to add value to a low cost, low density, geographically distributed residue? The answer is the process of fast pyrolysis. In this work, a pre-existent, non-operational, bench scale fast pyrolysis plant was developed to study the process. The development involved the improving and creation of equipment in most of the process steps, such as feeding and product separation. With the plant being operational, fast pyrolysis of rice husk was studied, a residue generated with a surplus of almost constant 68,000 tons per month in southern Brazilian state of Rio Grande do Sul. The material was converted in solid, liquid and gaseous products, the second being called bio-oil. In the experiments up to 1 kg/h of rice husk was processed in operational temperatures of 450 °C, 525 °C and 600 °C and bed heights of 4.9 and 6.5 cm. At the highest temperature the pyrolysis liquid was obtained as the major product, with a mass yield of 46% with 4.9 cm of bed. The analyses via GC-MS of the organic phase, obtained with a maximum mass yield of 26% at 600 °C and 6.5 cm of bed, show that the bio-oil has as its major components phenolic compounds of high market value. The five most important compounds are coumaran, 2-methoxi-4-vinylphenol, isoeugenol, guaiacol and vanillin, composing 60% of the chromatograms’ area, which motivates the study of their quantification and separation. The products were obtained with great use of the reactor dimensions and very low carrier gas consumption. The high content of volatiles in biochar and the correlation between the studied variables and the liquid yields indicate that the degree of pyrolysis in the solid matrix is limited by heat exchange, resulting from the low degree of agitation used. By reducing the diameter of the bed of particles or increasing nitrogen flow it is expected to improve the heat transfer between the particles in order to obtain higher organic phase yields. This work opens the way for bio-oil production optimization, studies of its applications and improvements of the system for longer and more stable experiments.

No estado do Rio Grande do Sul existem áreas de cultivo de arroz irrigado em pousio, em parte com a presença de Gleissolo, onde culturas de sequeiro como o milho poderiam ser cultivadas como alternativa de rotação com o arroz, desde que a disponibilidade hídrica seja adequada. Porém, ainda há carência de informações sobre estratégias para evitar estresses, seja por excesso ou por deficiência hídrica, e sobre se há diferenças entre híbridos de milho, de alto potencial produtivo, na adaptação a este tipo de ambiente entre híbridos de milho. Dentro deste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho agronômico e econômico da cultura do milho em Gleissolo em função de método de irrigação. O experimento foi conduzido em Cachoeirinha-RS, nos anos agrícolas 2013/14 e 2014/15. Os tratamentos consistiram de dois métodos de irrigação (aspersão e por sulco) e uma testemunha sem irrigação e de quatro híbridos de milho. O milho foi conduzido no sistema de microcamalhões, com 15 cm de altura, e a irrigação foi realizada sempre que necessária, com a umidade do solo sendo monitorada pelo equipamento Hidrofarm. A quantidade final de água utilizada nos dois sistemas de irrigação foi a mesma, com a utilização de uma lâmina de água de 30 mm. Foram avaliadas as características relacionadas ao desenvolvimento da planta, o rendimento de grãos, os componentes do rendimento e a eficiência de uso da água. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados, dispostos em parcelas subdivididas, com quatro repetições. Os resultados obtidos em dois anos evidenciaram que a cultura do milho é viável técnica e economicamente em gleissolo sob condições não limitantes de irrigação e drenagem. Em anos com ocorrência de períodos de intenso déficit hídrico, o método de irrigação por sulco é agronômica e economicamente mais vantajoso em relação ao com irrigação por aspersão. Mesmo em anos com menor ocorrência de estiagens no período mais crítico do milho, a utilização de irrigação é economicamente vantajosa, independentemente de método de irrigação utilizado. Todos os híbridos avaliados apresentam adequada capacidade de adaptação a solos hidromórficos, sob condições adequadas de irrigação e drenagem. / In the state of Rio Grande do Sul, Brazil, there are several fallow areas of flooded rice crop, partially with the presence of Gley soil, where dry farming, like maize crop could be cultivated as a crop rotation alternative to flooded rice, as long as the hydric availability is adequate. However, there is still the need for information about strategies to avoid stress, whether it is due to hydric excess or deficiency, and also whether there are differences between maize hybrids, with high productive potential, in regarding to their adaptation to this type of environment. In this context, the main goal of this research work was to evaluate the agronomic and economic performance of maize as a function of irrigation method, grown in a Gley soil. The experiment was carried out in Cachoeirinha – RS, in two growing seasons, 2013/14 and 2014/15. The treatments consisted of two irrigation methods (aspersion and furrow) and a check without irrigation and of four maize hybrids. Maize was cultivated in 15 cm high micro ridges. Irrigation was applied when necessary, with the soil moisture being monitored by the Hidrofarm equipment. The final amount of water used in both irrigation systems was the same, with a blade of water of 30 mm. The characteristics related to plant development measured were, grain yield, yield components and water use efficiency. The trial design used was the randomized blocks arranged in split-plot, with four replications. The results obtained in two years indicated that the introduction of maize is technically and economically viable in Gley soil under non-limiting irrigation and draining conditions. In a year of occurrence of periods of intense water deficit, it was shown that the furrow irrigation method is technical and economically more advantageous when compared to the aspersion method. Even in the second year, with lower drought occurrence in the most critical period of maize, the use of irrigation is financially advantageous, regardless of the method of irrigation that was applied. All evaluated hybrids showed adequate capacity of adaptation to hydromorphic soils under proper irrigation and drainage conditions.

Oebalus poecilus é apontado como importante praga na cultura do arroz irrigado. No Rio Grande do Sul, este inseto adota a estratégia de hibernação, passando os meses mais frios do ano em refúgios como o folhedo de bambu. Este trabalho objetivou elucidar aspectos relativos a esta estratégia de vida. O estudo foi realizado em um bambuzal com cerca de 260m de comprimento, situado em área orizícola, no município de Eldorado do Sul (30° 02'S e 51°23'W), RS. Deste agrupamento de bambu tomou-se como área experimental, 140m2 dispostos no sentido leste-oeste. Nesta área, a partir de junho/2000 e durante dois anos foram realizadas amostragens, em intervalos semanais ou quinzenais, sendo que em cada ocasião, retirava-se, aleatoriamente, 56 unidades de amostra com 300cm3 de folhedo. Em laboratório, os percevejos foram extraídos manualmente, separados e contados. Uma parte dos insetos vivos foram mortos em vapores de acetato de etila e dissecados em álcool 70%, para averiguar o estado fenológico dos órgãos internos de reprodução como indicadores do estado de diapausa. Constatou-se que: a) a entrada no refúgio de hibernação se inicia na primeira semana de março, completandose no início de maio; b) o abandono se inicia em meados de outubro prolongando-se até a última semana de dezembro; c) os percevejos distribuem-se com padrão espacial agregado no sítio; d) todos os indivíduos permanecem com os órgãos internos imaturos e com grande quantidade de corpos gordurosos na cavidade abdominal ao longo da hibernação, característico de diapausa; e) há um crescimento progressivo no tamanho dos testículos ainda dentro do sítio de hibernação, o que não foi verificado para os ovários; f) a proporção de insetos amostrados que apresentava o fungo Beauveria bassiana variou entre cinco e 12%; g) o fungo, em laboratório, mostrou-se patogênico a adultos não-hibernantes de O. poecilus, porém não registrou-se indivíduos mortos quando o mesmo foi aplicado no refúgio de hibernação. / Oebalus poecilus is pointed as an important pest in the irrigated rice culture. In Rio Grande do Sul, this insect adopts the hibernation strategy, spending the coldest months of the year in refoges like the bamboo litter. This paper aimed at clarifying aspects related to this life strategy. This study was conducted in a bamboo growth around 260 m long, located in a rice growing area, in Eldorado do Sul municipality(30° 02'S e 51°23'W), RS. From this bamboo growth a 140 m2 experimental area was taken, set in the east-west direction. In this area, during two years from June 2000 on, samplings were made at every weeekly or fortnightly intervai, and at each time, 56 sample units with 300cm3 of foliage litter were taken randomly. In the laboratory, the bugs were extracted manually, separated and counted. A part of the alive insects were killed in ethyl acetate vapor and dissected in 70% alcohol, to investigate the phenological state of the reproductive internai organs as indicators of the diapause state. The following points were verified: a) the arrival at the hibernation refuge begins in the first week of March, finishing in the beginning of May; b) the departure begins in the middle of October extending to the last week of December; c) the bugs are distributed in an aggregate spatial panem in the site; d) ali the individuais remain with their internai organs immature and with a great amount of fat bodies in the abdominal cavity along hibernation, a diapause characteristic state; e) during the diapause there is a progressive growth in the size of testicles still inside the hibernation site, what was not verified for the ovaries; f) the proportion of sampled insects presenting Beauveria bassiana range between five and 12%; g) in laboratory, the fungus revealed to be pathogenic to O. poecilus non-hibernating adults, however, when applied in the hibernation refuge, it did not provoke mortality.

Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo) e X. oryzae pv. oryzicola (Xoc), agentes causais do crestamento foliar bacteriano (CFB) e estria bacteriana da folha (EBF), respectivamente, são pragas ausentes no Brasil, transmitidas por sementes, com potencial de comprometer seriamente a produção brasileira de arroz. O intercâmbio comercial de sementes aponta o exame laboratorial como estratégia fundamental na exclusão de tais pragas. O objetivo desta pesquisa foi desenvolver e validar um método detecção, dos patovares de X. oryzae (Xo) em sementes de arroz através de qPCR. A sonda XRS foi desenvolvida e, apesar de não distinguir os dois patovares, sua alta sensibilidade, 30 fg/μL de DNA, equivalendo a seis células bacterianas, evidenciou sua eficiência. O método sem isolamento em meio de cultura permitiu detectar até 4,2x102 UFC.mL-1. A análise de 468 amostras (162 nacionais e 306 importadas) de sementes de arroz de três safras não indicou a presença de Xo. A caracterização de 21 isolados de Xanthomonas sp., positivos no ELISA (Agdia, BRA 85000) para Xoo, mostrou variabilidade entre os isolados e a distinção destes de Xo. / Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo) and X. oryzae pv. oryzicola (Xoc), the causal agents of bacterial leaf blight (BLB) and bacterial leaf streak (BLS), respectively, are pests absent in Brazil, transmitted by seeds, with potential to seriously compromised the Brazilian rice production. The commercial interchange of seeds indicates the laboratory analysis as a fundamental strategy in the exclusion of such pests. The objective of this research was to develop and validate a method for detection of pathovars of X. oryzae (Xo) in rice seeds by qPCR. The XRS probe was developed and, despite not distinguish the two pathovars of Xo, its high sensitivity, 30 fg/μL of DNA, equivalent to six bacterial cells, demonstrated its efficiency. The method without isolation in culture medium, allowed to detect up to 4,2 x102 CFU.mL-1. The analysis of 468 samples of rice seeds (162 national and 306 imported) in three crops, not indicated the presence of Xo. Characterization of 21 isolates of Xanthomonas sp. positive on ELISA (Agdia, BRA 85000) to Xoo, showed variability among isolates and distinction from Xo.

O monitoramento e a previsão de safras agrícolas são fundamentais para a economia de um país ou região, pois a partir dos dados gerados é possível obter informações a respeito da oferta de produtos no mercado, sendo estas informações necessárias, tanto na definição de preços, quanto nas políticas públicas de estoque. Com base na necessidade de fornecer dados objetivos, complementando os dados divulgados pelos órgãos oficiais responsáveis, este trabalho teve por objetivo avaliar o uso das imagens fração geradas a partir da aplicação do modelo linear de mistura espectral para classificação automática da área cultivada com arroz irrigado no Estado do Rio Grande do Sul, levando em conta o comportamento temporal desta cultura. A área utilizada para a realização deste estudo compreende a região orizícola do Estado. Para isso, foram utilizadas imagens do sensor EOS-MODIS, produto MOD13, índice de vegetação (NDVI – Normalized Difference Vegetation Índex), com resolução espacial de 250 m, e correspondente ao período do ciclo da cultura de arroz irrigado no Estado do Rio Grande do Sul, (de novembro de 2005 a abril de 2006). Estas imagens foram integradas a um banco de dados georreferenciados utilizando o aplicativo Spring versão 4.3.3. Para isto, foi necessária a utilização do aplicativo ConvGeotiff, para a conversão da imagem MODIS que é disponibilizada em 16 bits, para 8 bits, Após, foi feita a segmentação da imagem e classificação, adotando o algorítimo ISODATA, para o cálculo da área cultivada com arroz irrigado. Para implementar o modelo linear de mistura espectral e gerar as imagens fração foram utilizadas as bandas do vermelho, do infravermelho próximo e do infravermelho médio, contidas no produto MOD13. A avaliação da qualidade dos resultados da classificação das áreas cultivadas com arroz irrigado no Estado e a eliminação das confusões com áreas úmidas não relacionadas ao cultivo de arroz geradas pelo algoritimo de classificação automática, foi feita através da comparação com o mapeamento feito com imagens Landsat, para o mesmo ano safra 2005/2006. Dada a natureza do produto MODIS, problemas com a nebulosidade não constituíram limitação à geração de um mapa para todo o Estado. Verificou-se que a melhor data para a classificação automática das áreas de arroz irrigado é o momento de entrada de água na lavoura. A área estimada com arroz irrigado no Rio Grande do Sul, através das imagens MODIS aproxima-se dos dados oficiais, sendo, portanto, possível a adoção desta metodologia como mais uma ferramenta para auxiliar em programas de previsão e monitoramento de safras agrícolas, complementando os métodos convencionais utilizados atualmente na previsão de safras no Brasil. O método proposto é rápido, de fácil implementação e tanto as imagens adotadas quanto o software utilizado são gratuitos, resultando em custo reduzido. / Monitoring and forecasting crops is fundamental for the economy of a country or region, since having such data enables the obtaining of information on the offer of products in the market. Such information is necessary for the definition of prices, as well as for the definition of stockpiling public policies. Based on the necessity of supplying objective data which may complement the data published by the official departments in charge of this task, this works aims at evaluating the use of fraction images generated by the application of linear spectral mixture model for the automatic classification of the cultivated area of irrigated rice in Rio Grande do Sul State, taking into account the temporal behavior of such culture. The area in which this study was performed comprises the riziculture region of the State. To achieve the data, the images used were captured by the sensor EOS-MODIS, product MOD13, vegetation index (NDVI – Normalized Difference Vegetation Index) with spatial resolution of 250m, corresponding to the period of the irrigated rice culture cycle in Rio Grande do Sul (from November, 2005 to April, 2006). These images were integrated to a georeferenced database using the software Spring, version 4.3.3. It was necessary to use the software ConvGeottif to convert the MODIS image, which is available at 16 bits, to 8 bits. After this, the image was segmented and classified, using the ISODATA algorithm for the calculation of the irrigated rice cultivated area. In order to implement the linear spectral mixture model and to generate the fraction images, the bands of red, near-infrared and mid-wavelength infrared from the MOD13 product were used. The quality of the classification results for the irrigated rice cultivated areas in the State and the elimination of the confusion with humid areas not related to rice cultivation generated by the automatic classification algorithm were carried out by means of a comparison of the mapping carried out with Landsat images for the same crop year 2005/2006. Due to the nature of MODIS, problems with nebulosity did not constitute a limitation for the generation of a map for the whole state. It was noticed that the best date for the automatic classification of irrigated rice areas is the beginning of water entrance in the fields. The estimated area of irrigated rice in Rio Grande do Sul obtained by the MODIS images is close to the official data, thus being possible to adopt such methodology as an additional tool to help programs for monitoring and forecasting crops, complementing the conventional methods used nowadays to forecast crops in Brazil. The method proposed is fast, easily implemented and the images used, as well as the software, are free, resulting in low costs for the work.

O número de genes atualmente identificados no genoma do arroz (Oryza sativa ssp japonica) é de cerca de 32.000. Graças aos esforços de diferentes grupos ao redor do globo, o papel de muitos desses genes é melhor compreendido no momento. A função de um gene pode ser inferida principalmente pela análise de seu padrão de expressão, da estrutura da proteína codificada e pela análise de mutantes nos quais o gene se encontre interrompido, silenciado ou super-expresso. Para esse propósito, nosso grupo de pesquisa vem desenvolvendo linhagens transgênicas pela inserção de uma construção de T-DNA baseada no sistema de transposons de dois componentes iAc/Ds. Uma dessas linhagens (Ds72) apresenta estatura reduzida e sua inserção de T-DNA interrompe um locus, cuja função gênica ainda é desconhecida. O objetivo desse trabalho é a identificação e caracterização desse gene, que denominamos de OsPMBP1 (Prenylated Metal Binding Protein 1). Para tal, analisamos a linhagem mutante, a estrutura da proteína prevista, as possíveis relações filogenéticas com outros genes e o padrão de expressão desse gene. Em paralelo, induzimos a mobilização do elemento Ds da sua inserção original no T-DNA da linhagem original para gerar novas linhagens mutantes. A proteína codificada por esse gene contém um motivo de associação a metais pesados e um sítio de prenilação. Identificamos esse gene como um membro de um ramo até agora desconhecido da família das Proteinas Farnesiladas (FP), proteínas preniladas que se ligam a íons metálicos. Nossas análises mostram que a expressão de OsPMBP1 é semelhante em raízes e na porção aérea de plântulas, porém, em condições de excesso de alumínio, a expressão nesses órgãos se altera, sendo induzida em folhas e caules enquanto que em raízes é reprimida. Outros genes da família FP também respondem à estresses por excesso de íons metálicos, e foram caracterizados como diretamente envolvidos no transporte e/ou detoxicação de metais pesados. Em condições normais, esse gene parece ser regulado pelo relógio circadiano, sendo um gene de expressão tardia, com pico de expressão próximo ao entardecer. A análise detalhada da linhagem Ds72 indicou que não há ligação entre o fenótipo observado e a inserção de T-DNA. Os dados obtidos demonstram que OsPMBP1 pode estar envolvido na resposta a estresse por metal pesado ou no transporte desses íons, porém ainda são necessários mais estudos para melhor entender a função desse gene na planta. / The current number of identified genes in the rice genome (Oryza sativa ssp japonica) is about 32,000. Thanks to the efforts of different researchers around the world, the role of many of these genes is currently better understood. The gene function can be inferred mainly by the analysis of its expression pattern, the structure of the encoded protein and by the analysis of mutants where the gene is interrupted, silenced or over-expressed. For that purpose, our research group has developed transgenic lines by the insertion of a T-DNA construction that is based on the two-component iAc/Ds system of transposons. One of these lines shows reduced height and has the T-DNA tag interrupting a locus, whose gene function is yet unknown. The aim of the present study is the identification and characterization of this gene, which we named as OsPMBP1 (Prenylated Metal Binding Protein 1). For that, we analyzed the mutant line, the predicted protein structure, the filogenetic relationship with others proteins, and its expression pattern. In parallel, we induced the mobilization of the Ds element from the original T-DNA insertion to generate new mutant lines. OsPMBP1coded protein has a heavy metal associated domain (HMA) and a prenylation site. We identified this gene as a member of an unknown branch of the Farnesylated Proteins family (FP), composed mostly of prenylated metal binding proteins. Ours analyses showed that the OsPMBP1 expression is equivalent in seedling roots and shoots, but, under aluminum excess, its expression change in these organs, it was inducted in the shoots and repressed in the roots. Others genes of the FP family also respond to metallic ion stresses and have been characterized as directly involved in heavy metal transport and detoxification. In normal conditions, this gene is apparently regulated by the circadian clock, with expression apices close to the evening/dusk interface. The detailed analysis of the Ds72 line indicated that there isn’t a relationship between the observed phenotype and the T-DNA insertion. The data showed that OsPMBP1 may be involved in the response to heavy metal stress or in its transport, but more analyses are required to a better understanding of the role of this gene in the plant.

O método envolve a avaliação da geração termoelétrica regionalizada, em pequena escala e a partir dos resíduos agrícolas existentes em fontes locais de pós-colheita, beneficiamento e transformação da produção primária. O trabalho está apoiado na adequação técnico-tecnológica, na viabilidade econômico-financeira, no inventário geo-referenciado da disponibilidade de biomassa e na aproximação multicriteríal de apoio a decisão. Para subsidiar as informações com dados, fez-se uma varredura das principais tecnologias existentes, sua disponibilidade e custo, e aplicou-se um questionário específico, dirigido ao diagnóstico energético das empresas trabalhadas, todas do setor arrozeiro. Esses números, que alimentam as simulações efetuadas para os casos reais, são amostrados em um Município tomado como representativo da média das regiões do Estado do Rio Grande do Sul. As avaliações econômicas utilizam-se de dois índices: a TIR e o Payback, ambos descontados a uma taxa empregada como mínima de atratividade econômica. O pequeno volume investido e as grandes oscilações dos indicadores, conduzem a instabilidade da análise, em que pequenas variações, relativas ao valor total do investimento expresso em termos de fluxo de caixa, causam grandes alterações nos valores finais da TIR. Um maior prazo de financiamento e percentual de participação nos itens financiados é desejável para alavancar projetos termoelétricos dessa natureza. Alternativas tecnológicas, como de gaseificação, e associação de empresas geradoras de resíduo potencialmente combustível, são recomendáveis especialmente para escalas inferiores a 200 kW, de potência instalada. O método multicriterial mostrou-se útil, especialmente se acompanhado da tecnologia do sistema de infomações geográficas (SIG). É uma eficiente e valiosa ferramenta para avaliação de projetos e para hierarquizqão de preferências das possióilidades existentes, apresentando uma priorização que pode, ou não, ser adotada para o estabelecimento de políticas de incentivo. É, ainda, perfeitamente aplicável a projetos de geração termoelétrico de pequeno porte, especialmente em co&guração de auto consumo, em empresas que se utilizem dos resíduos agrícolas próprios, próximos, ou em conjunto com outras unidades, abrindo caminhos para a gestão ambienta1 dos resíduos através da geração de biotermoeletricidade. / The study develops an evaluation of the regionalised thermoelectrical power generation, in small scale using the local existent agricultural residues like those fiom crops, benefiting and transformation procedures of the primary production. The work is based on the techniciantechnological settle down, the economic-hancial viability, the geo referenciated inventory of the residual biomass disponibility, and in the multicriterial decision aid approach. To provide the system with information data, a survey of the main existent technologies are made, and the readiness and cost are saved. Also a spesc questionnaire was applied, intended to obtain an energy diagnosis of the worked companies, all of thern dealing with rice. Those numbers feed the simulations that are made based on real cases, sampled in a county taken as representative of the average areas of the State of Rio Grande do Sul - Brazil. The economic evaluations make use of two indexes: the real discount rate (RDR) and the Payback, both discounted for a minimum economic attractiveness. The small amount invested and the great oscillations of the indexes, conduce to a moderate instabiity of the analysis, where small variations of the whole investrnent, expressed in cash flow terms, cause great alterations in the final values of RDR. Increasing the h c i n g perbd and percentage of participation in the financed items is desirable to improve thermoelectrical project competitiveness. Technological advancing like gaseification, and association of some companies that are potentidy fbel residue generators, are altematives to power plants, especially recornmended for scales lower than 200 kWe. The multicriterial method seems to be very usem, especially if accompanied of the geographical information system (GIS) methodology. It is an efficient and valuable to01 in the evaluation of projects and in the preferences hierarchization of the existing possibilities, presenting a priorization scale that can or not, be adopted for incentive policy. It is also perfectly applicable to small scale power generation projects, especially in self consumer contiguration, and in companies that used their own or nearby agricultural residues, or together with other enterprise, so open opportunities for the residues administration by the biothermoelechicity generation way.

A disponibilidade dos íons + 4 NH e - 3 NO em concentrações e proporções desbalanceadas entre si no solo pode interferir na absorção e assimilação do N de forma distinta entre plantas alterando o seu crescimento e desenvolvimento. O presente trabalho objetivou caracterizar esta dinâmica do N pelas culturas de arroz e de cevada supridas com distintas concentrações e proporções destes íons. Para isso foram conduzidos sete experimentos em sistema hidropônico e dois em meio estéril na casa de vegetação da Faculdade de Agronomia da UFRGS, nos anos de 2005 a 2007. Quatro experimentos (três com aeração na solução) foram conduzidos com a cultivar de cevada MN 698 e cinco experimentos (quatro sem aeração na solução e um com aeração na solução) foram conduzidos com a cultivar de arroz IRGA 417. Os tratamentos constaram de uma testemunha (sem N) e de cinco concentrações de N (1, 5, 10, 20 e 30 mmol L-¹) sendo que em cada concentração foram distribuídas cinco proporções entre as formas dos íons + 4 NH e - 3 NO sendo elas: 100% + 4 NH ; 75% + 4 NH e 25% - 3 NO ; 50% + 4 NH e 50% - 3 NO ; 25% + 4 NH e 75% - 3 NO ; 100% - 3 NO. A baixa atividade das enzimas NAR (reductase do nitrato) e GS (sintetase da glutamina) na parte aérea e raízes de arroz e de cevada com o aumento no suprimento de N contribuiu para o incremento no conteúdo de N mineral livre ( + 4 NH e - 3 NO ) na raiz e parte aérea das culturas. O fornecimento de N sob as formas amoniacal e nítrica promoveu incremento no N acumulado pela biomassa resultando em maior desenvolvimento foliar do colmo principal (CP), maior freqüência e sincronismo dos afilhos emitidos com o CP e maior rendimento de biomassa em relação ao suprimento de N nas formas isoladas. O suprimento crescente de N sob a forma amoniacal resultou em absorção e acúmulo de + 4 NH livre na raiz e parte aérea das plantas o que reduziu o crescimento e o desenvolvimento das plantas das duas culturas ocasionando senescência em plantas de arroz. O incremento na assimilação do N absorvido com o suprimento de - 3 NO em mistura com + 4 NH contribuiu para a redução no conteúdo de + 4 NH livre na raiz e parte aérea e, conseqüentemente, promoveu o crescimento e o desenvolvimento das plantas de cevada e de arroz. / The unbalanced concentration and proportion of ammonium ( + 4 NH ) and nitrate ( - 3 NO ) ions in the soil may affect N (nitrogen) absorption and assimilation in plant species, thus influencing their growth and development. Nitrogen (N) dynamics in rice and barley crops induced by varying the concentration and ratio of the above mentioned ions was the aim of the present work. Seven sets of experiments were carried out in a hydroponic system and two sets in a sterile environment, in a greenhouse at UFRGS in Porto Alegre, RS, between 2005 and 2007. Four experiments (three in aerated conditions) were carried out with MN 698 barley cultivar and five experiments (one in aerated conditions) were carried out with IRGA 417 rice cultivar. Treatments consisted of basic Hoagland nutrient solution with five distinct N concentrations (1, 5, 10, 20 and 30 mmol L-¹). For each concentration five different ratios of ammonium and nitrate ions were used: 100% + 4 NH ; 75% + 4 NH and 25% - 3 NO ; 50% + 4 NH and 50% - 3 NO ; 25% + 4 NH and 75% - 3 NO ; 100% - 3 NO. NAR and GS enzymes showed low activity in shoots and roots in both rice and barley with increased N availability which was also responsible for the high amount of free mineral N found in the shoots and roots of these crops. The supply of both + 4 NH and - 3 NO compared with any single ion increased the amount of N in the plant biomass. It also led to a greater rate of main-stem leaf development, frequency and synchronism between main-stem and tillers leaf and increase in the amount of plant biomass. The supply of N in the form of + 4 NH or - 3 NO resulted in free ammonium accumulation in roots and shoots and also reduced growth and development of the barley and rice plants, sometimes causing plant death in the case of rice. A mixed supply of ammonium and nitrate and contributed to the reduction of the free ammonium content in roots and shoots and promoted growth and development of the barley and rice crops.