Seleção recorrente é um método indicado para o melhoramento de características quantitativas, como rendimento de grãos em aveia. Consiste em selecionar e recombinar de forma cíclica genótipos superiores de uma população geneticamente variável. Sua implantação depende do estabelecimento de uma estratégia que permita a condução das atividades inerentes ao método de forma compatível com a estrutura física e de mão-de-obra do programa. Este trabalho teve como objetivos investigar a possibilidade do uso de uma unidade experimental de tamanho reduzido para a condução das avaliações e seleção, indicar a geração de autofecundação a ser submetida à seleção e caracterizar a variabilidade dos genitores de uma população sintetizada pelo cruzamento dialélico de dez genótipos de aveia . Dados de três anos de ensaios mostram que unidades experimentais constituídas de uma única linha de três metros de comprimento reproduzem as classificações dos genótipos obtidas em parcelas de tamanho padrão para ciclo, estatura e rendimento de grãos. No entanto, o uso posterior de linhas como unidade experimental em ensaios que ocuparam uma área muito extensa, demonstrou que a variação de ambiente reduziu muito a eficiência da seleção. A avaliação da base genética para rendimento de grãos de aveia indica uma forte determinação de efeitos não aditivos. Nesta situação, a seleção em gerações mais avançadas de homozigose são mais adequadas. Porém, a seleção em geração F4 não apresentou vantagens sobre a realizada em F2 devido a grande variação de ambiente relacionada ao tamanho da área necessária para a condução dos ensaios. A estrutura da variabilidade fenotípica dos genitores confirma o caráter complementar dos genótipos em relação às características agronômicas e de adaptação pretendidas na população..

O aumento da área de cultivo da aveia branca no Brasil, principalmente em plantio direto, tem ocasionado o aumento na intensidade da mancha foliar e do grão causada por Pyrenophora avenae. Por ser um patógeno necrotrófico, é extremamente dependente dos restos culturais da aveia para sobreviver entre uma estação de cultivo e outra. Assim, a suscetibilidade do hospedeiro, a presença de inóculo do patógeno e condições ambientais favoráveis tem sido as principais causas da ocorrência freqüente de epidemias no sul do Brasil. O objetivo deste trabalho foi identificar a fase do desenvolvimento das sementes que é mais suscetível para o estabelecimento do fungo e correlacioná-la com a quantidade de inóculo produzida nas folhas basais mortas. Sob condições de campo, panículas de aveia foram expostas ao inóculo por determinados períodos de tempo desde a sua emergência, em diferentes condições de temperatura e precipitação pluviométrica. As sementes em formação, expostas ao inóculo durante o estágio de grão leitoso e massa mole, apresentaram as maiores incidências do patógeno. A temperatura e a quantidade de chuva do período de observação não influenciaram a porcentagem de sementes infectadas pelo patógeno. No entanto, condições ambientais como temperaturas altas, acumulo de chuvas e ocorrência de outras moléstias, anteciparam a senescência das folhas basais das plantas de aveia, favorecendo uma maior produção de conídios pelo patógeno. O uso de cultivares que ofereçam resistência ou escape das sementes à infecção, a rotação de culturas e a aplicação de fungicidas no momento correto, são algumas medidas que podem ser adotadas para minimizar os prejuízos provocados por esse patógeno.

A mancha-negra é uma das principais moléstias da cultura da aveia branca, causada pelo fungo Pyrenophora chaetomioides. Caracteriza-se por pequenas manchas negro-violáceas, que se expandem ao longo do ciclo da cultura. Este trabalho teve como objetivos caracterizar o progresso da epidemia da mancha-negra e a herança genética da resistência nas folhas de genótipos brasileiros de aveia branca. Os estudos foram realizados em Eldorado do Sul, RS, nos anos de 2009 e 2010, em populações derivadas de cruzamentos entre linhagens com diferentes níveis de severidade da doença, desenvolvidas pelo Programa de Melhoramento Genético de Aveia da UFRGS. Em 2009 foi avaliada a geração F2 de sete populações e, em 2010, três dessas populações foram avaliadas na geração F2:3. Em 2009 foram observadas condições mais favoráveis para o desenvolvimento da moléstia do que em 2010. O progresso da doença foi inicialmente lento, ocorrendo distinção entre genótipos somente em estádios finais do desenvolvimento da cultura. A distribuição contínua dos indivíduos segregantes indica uma possível herança genética quantitativa. As variações na quantidade de doença dentro de populações e genitores e entre anos indicam elevada influência do ambiente. As estimativas de herdabilidade no sentido amplo foram, na maioria, moderadas ou elevadas, variando entre 0,19 e 0,92. Em duas populações avaliadas em 2009 e 2010, cujos genitores apresentavam resistência bastante distinta, as estimativas de herdabilidade no sentido restrito revelaram valores moderados, entre 0,46 e 0,59, apresentando consistência entre os métodos utilizados, que foram regressão pai-progênie e decomposição de variâncias entre e dentro de famílias F3. Em outra população, também avançada para F3, cujos parentais apresentavam pouca distinção fenotípica, foi observada inversão do grau de resistência observada em 2009 e 2010, tanto entre genitores e entre plantas F2 e famílias F3 descendentes. Para essa população as estimativas de herdabilidade no sentido restrito variaram de -0,20 para 0,37. Os resultados, tomados em conjunto, indicam que, quando há variabilidade genética entre os genitores, a seleção para resistência à mancha negra pode ser realizada com sucesso tanto em gerações precoces quanto em gerações avançadas. / Black spot is a major disease on the oat crop, caused by the fungus Pyrenophora chaetomioides, characterized by small black-purple spots, which expand over the plant cycle. This study aimed to characterize the progress of the black spot epidemic and the inheritance of the genetic resistance in leaves of Brazilian oat genotypes. The experiments were carried out in Eldorado do Sul, RS, Brazil, in 2009 and 2010, on populations derived from crosses between oat inbred lines varying for their levels of severity. The parental genotypes were developed by the UFRGS Oat Breeding Program. Seven F2 populations were evaluated in 2009 and three of these populations were assessed on the F2:3 generation, in 2010. In 2009 the environmental conditions were more favorable for development of the disease, compared to 2010. The disease progress was initially slow and the distinction between genotypes was only possible at the final stages of crop development. The continuous frequency distribution of the segregating populations possibly indicates a quantitative inheritance. Variations in the amount of disease within populations and parents and between years indicate high environmental influence. Estimates of broad sense heritability were mostly moderate or high, ranging between 0.19 and 0.92. In two populations evaluated in 2009 and 2010, whose parental resistance was conspicuously different, estimates of narrow sense heritability showed moderate values, between 0.46 and 0.59, showing consistency between the methods used, which were parent-offspring regression and decomposition of variances between and within F3 families. In another population, also advanced to F3, whose parents had little phenotypic distinction, a reversal of the degree of resistance assessed in 2009 and 2010 was observed, both between parents and among the F2 plants and their F3 progeny. For this population estimates of narrow sense heritability varied from -0.20 to 0.37. The overall results indicate that, when there is genetic variability among the parents, successful selection for resistance to black spot can be performed on early and/or advanced generations.

A aveia branca (Avena sativa L.) é uma alternativa para o cultivo no sul do Brasil durante o período de inverno. Sua produtividade pode ser limitada pela ocorrência epidêmica de algumas doenças. Dentre estas, pode-se destacar a ferrugem da folha (Puccinia coronata f.sp. avenae Led. & Fraser) como a mais importante e mais destrutiva moléstia. A forma mais efetiva para o controle da doença é a utilização de resistência genética, tanto raça específica como raça não específica. Muitos genes de resistência raça específica já foram descritos. Porém, apesar da eficácia, sua utilização constituiu-se em ciclos de sucesso e fracasso. Contudo, um gene de resistência, Pc68 mostrou-se promissor para utilização em cultivares de aveia branca no ambiente sul brasileiro. O objetivo deste trabalho foi verificar a herança desta resistência em 135 linhagens F5:7 oriundas do cruzamento UFRGS 8 x Pc68/5*Starter. A avaliação da resistência em plântula F5:6 foi realizada com base no tipo de infecção produzida quando inoculadas com a raça SQPT de P.c. f.sp. avenae. A proporção de R:S em plântulas foi de 62:64 adequando-se ao modelo de herança governado por um único gene. A avaliação da segregação da resistência em plantas adultas foi realizada no campo nas safras de 2004 e 2005 em Eldorado do Sul (RS). A distinção entre as classes resistente ou suscetível foi baseada na área sob a curva de progresso de doença (ASCPD) e ASCPD normalizada (ASCPD*). A população F5:6 avaliada sob condições de campo, no ano de 2004, apresentou uma proporção de aproximadamente 1R:1S, ajustando-se a um modelo de herança tipicamente monogênico. No entanto, no ano de 2005, houve superação da resistência conferida pelo gene Pc68 e a população F6:7 apresentou a proporção de 1R:3S quando avaliada a campo, mostrando que dois genes conferiam resistência à ferrugem da folha, sendo um deles o gene Pc68. / Oat (Avena sativa L.) is an alternative crop in South Brazil during the winter season. Its yield can be limited by the presence of some disease epidemics. Amongst these, it is of particular importance the crown rust, caused by Puccinia coronata f. sp. avenae Led & Fraser, for being the most destructive one. The most effective measure to control the disease is the use of genetic resistance, independently if race-specific or race-nonspecific. Many racespecific resistance genes have been reported. However, despite of their efficacy, these kind of resistance established cycles of boom and bust events. Nevertheless, the resistance gene Pc68 reveled to be promising for its use in cultivars in South America environment. The objective of this work was to study its inheritance in 135 F6:7 recombinant lines from the cross UFRGS 8 x Pc68/5*Starter. In order to evaluate the resistance in seedling it was used the criterion of infection type when inoculated with the pathogen race SQPT. The R:S ratio in seedlings was 62:64, adjusting it to the model of inheritance governed by only one gene. The segregation of the adult plant resistance was carried out during the 2004 and 2005 crop seasons in Eldorado do Sul (RS). Resistant and susceptible distinction was based on the frequency of distribution of the area under disease progress curve (AUDPC) e AUDPC normalized (AUDPC*). When the F5:6 population was evaluate under field condition during 2004 crop season, the segregation rate was approximately 1R:1S, which fits to monogenic inheritance pattern. However, in the 2005 crop season, the resistance conferred by the gene Pc68 was overcame. As a consequence the segregation rate in the F6:7 population was approximately 1R:3S, this segregation rate showed that the resistance fitted a model governed by two genes, being Pc68 was one them.

O trabalho foi realizado de agosto a novembro de 2006, em uma propriedade leiteira no município de Pelotas - Região Sul do RS, com o objetivo de quantificar o efeito do uso de suplementação sobre a produção corrigida a 4%, a composição e a contagem de células somáticas (CCS) do leite, o peso vivo, o escore de condição corporal e o hematócrito de vacas Jersey, conduzidas em pastagem cultivada constituída por Avena strigosa (aveia preta), Lolium multiflorum (azévem anual) e Vicia sativa L. (ervilhaca). Para isto, foram utilizadas oito vacas da raça Jersey distribuído após estratificação por produção de leite, período de lactação e peso corporal em dois grupos homogêneos, num delineamento experimental completamente casualizado. Os dois grupos foram mantidos em piquetes separados em pastagens de azevém, aveia e ervilhaca por, utilizando um sistema de pastejo rotativo em faixas, com período de ocupação de um dia. Na caracterização dos tratamentos o grupo SUPL recebia diariamente 8 kg de suplemento e o grupo PAST não recebia nenhum tipo de suplemento. As medições de escore corporal e produção de leite e a amostragem para determinação da composição química (gordura, proteína, lactose e sólidos totais), CCS e hematócrito foram realizadas em avaliações quinzenais, procedendo-se controles leiteiros e coletas de amostras individuais dos animais. Os resultados evidenciaram diferenças significativas entre os dois tratamentos, para a variável condição de escore corporal, produção de leite corrigido a 4% de gordura, sólidos totais, gordura, proteína e CCS do leite indicando que a utilização do suplemento, permitiu a manutenção de percentuais mais elevados de sólidos, proteína e gordura do leite. / The work was performed from August to November of 2006 in Pelotas- country south region of RS, and aimed to quantify supplementation effect on themilk yield composition and the somatic cells count (SCC), body weight, body condition score and the hematocrito of Jersey cows, kept on cultivated pasture constituted by Avena strigosa (black oats), Lolium multiflorum (ryegrass) and Vicia sativa (common vetch). Eight Jersey cows were used, distributed after stratification by milk production, lactation period and corporal weight into two homogeneous groups, in a completely randomized experimental desing. Both groups were kept separated in paddocks with ryegrass, black oats and common vetch for approximately 7 hours per day, using a system of rotational pasture in stripes, with occupation period of one day. The group SUPL received daily 8 Kg of a supplement constituted by soy bean, soy bean hulls, calcitic limestone and mineral salt and the group PAST did not receive any type of supplement. Measurements o body condition score and milk production and sampling for composition determination (fat aid crude protein, lactose and total solids), scc and sanguine parameters were performed in hebdomadeise evaluations, with controls and individual sample collection of animals. The results evidenciated significant differences between treatments, for body condition score, milk yeld, total solids, fat and crude protein and milk yeld.

A ferrugem da folha é a principal moléstia da cultura da aveia branca. A resistência parcial é uma alternativa à resistência qualitativa, por ser potencialmente mais durável. Este trabalho teve como objetivos caracterizar o progresso da epidemia e a herança genética da resistência parcial à ferrugem da folha em genótipos brasileiros de aveia branca. Os estudos foram realizados em Eldorado do Sul, RS, nos anos de 2007 e 2008, em populações segregantes para esse caráter, derivadas do cruzamento entre linhagens parcialmente resistentes, desenvolvidas pelo Programa de Melhoramento Genético da UFRGS, e o cultivar suscetível, URS 22. Em 2007 foi avaliada a geração F2 de seis populações e, em 2008, a geração F2:3 de duas destas populações. Os resultados mostraram progresso lento da doença, com atraso no aumento da severidade da mesma, em genótipos com resistência parcial. O caráter possui herança genética quantitativa, com ação gênica aditiva, devendo estar sob o controle de um número de locos entre 3 e 9, havendo a presença de locos principais e modificadores. O número médio estimado do total de locos que governam o caráter é de 6,9, entre as seis populações, sendo que, destes 5,5 são locos de efeito principal e 1,4 de efeito modificador. Em uma das populações, com nível mais reduzido de resistência, foi verificada a superação da mesma, no período do estudo. Enquanto em outra, altamente resistente, a qual era controlada por seis locos principais e dois modificadores, mostrou evidências de superação da resistência em um loco principal, sem afetar o nível de resistência do seu genitor resistente. Embora níveis elevados da resistência tenham sido encontrados, em genitores e em genótipos segregantes, há indícios que a superação da resistência parcial em ambientes altamente favoráveis ao desenvolvimento da moléstia, como o Sul do Brasil, pode ocorrer rapidamente. A herdabilidade da característica foi média a elevada, indicando ser possível iniciar a seleção para resistência parcial à doença em gerações precoces e a seleção concomitante para outros caracteres de importância agronômica, uma vez que a resistência parcial não está fortemente associada a caracteres adaptativos, como estatura, ciclo e resistência à ferrugem do colmo. / Crow rust is the main and most destructive oat disease. Partial resistance to crown rust is a potentially more durable alternative to major gene resistance. This study aimed to determine the inheritance of partial resistance to crown rust in oat Brazilian genotypes and characterize the disease development progress on segregating populations. This study was conducted in Eldorado do Sul, Southern Brazil, on segregating populations, derived from the cross between partially resistant lines, developed by the UFRGS Oat Breeding Program, and the susceptible variety URS 22. Six F2 populations were evaluated in 2007 and two F2:3 populations were assessed in 2008. Partially resistant genotypes showed slow disease progress, as a result of the reduced rate of disease increase. Quantitative inheritance, due to additive gene action, was found to control partial resistance to crown rust on oats. A number between 3 to 9 loci seems to control this trait. On average, a total number of 6.9 loci explained the observed variation, corresponding 5.5 major loci and 1.4 modifier loci, on average. In one of the populations, one of the less resistant, the resistance was overcome during the duration of the study. While in another, with the highest level of partial resistance, which was probably controlled by 6 major and 2 minor loci, there indication of resistance breakdown in one of the major loci, without affecting the overall resistance level of the parental resistant genotype. Although high levels of resistance have been found in both parental and in segregating genotypes, there is evidence that the partial resistance overcoming may occur faster in environments highly favorable to the disease development, as Southern Brazil. Medium to high heritability estimates were found in partial resistance to oat crown rust, indicating that the selection to this trait can start as early as the F2 and F3 generations. Also, concomitant selection to other agronomic traits seems appropriate, since there was no strong association between partial resistance to oat crown rust and plant height, cycle and resistance to stem rust.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Agroecossistemas, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-11-03T03:06:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 335893.pdf: 852326 bytes, checksum: a0a419ae0a4fa9c6b35510766de510f5 (MD5) Previous issue date: 2015 / O uso de corretivo da acidez em solos com altos teores de cobre (Cu) pode amenizar a sua toxidez em plantas de cobertura do solo, como a aveia preta (Avena strigosa), ou em videiras jovens (Vitis sp.). O trabalho objetivou avaliar o efeito do corretivo da acidez sobre o estado nutricional, a produção de matéria seca e distribuição de Cu em raízes em solo cultivado com aveia preta e videiras jovens. Amostras de um Argissolo Vermelho foram coletadas na camada de 0-20 cm, secas ao ar e destorroadas para realizar os experimentos em condições controladas. O delineamento experimental utilizado foi de blocos ao acaso com cinco repetições, em arranjo fatorial 2 x 3, sendo duas doses de Cu (0 e 50 mg kg-1) e três doses de corretivo da acidez (0, 1,5 e 3,0 Mg ha-1). O solo, após a aplicação dos tratamentos, foi acondicionado em rizobox e submetido ao cultivo de aveia preta (experimento 1) e videiras jovens da cv. Niágara Branca (experimento 2), durante 30 e 70 dias, respectivamente, em ambiente controlado. Avaliou-se a produção de massa seca (MS), o teor e acúmulo de nutrientes no tecido das raízes e da parte aérea, o teor de Cu no simplasto e apoplasto das raízes das plantas, os teores de Cu e atributos químicos no solo rizosférico e não rizosférico. A aplicação de Cu no solo afetou negativamente a produção de MS e o acúmulo de nutrientes, exceto para o Cu que apresentou incremento das quantidades acumuladas na aveia preta e videiras jovens. Os teores de Cu nos compartimentos simplasto e apoplasto foram maiores no solo com aplicação de Cu e com aplicação de corretivo da acidez. Os valores de pH em água do solo rizosférico e não rizosférico foram maiores nos tratamentos que receberam as maiores doses de corretivo da acidez, tanto para a aveia preta como para as videiras jovens. O uso do corretivo da acidez reduziu a toxidez do cobre em aveia preta e videiras jovens, podendo ser uma alternativa para a redução de efeitos negativos em solos arenosos e com baixos teores de matéria orgânica.<br> / Abstract : The use of corrective of acidity in soils with high copper content (Cu) may soften its toxicity in the ground cover plants such as oats (Avena strigosa) or young vines (Vitis sp.). The study aimed to evaluate the effect of the correction of acidity on the nutritional status, the dry matter production and distribution of Cu in roots in soil cultivated with oat and young vines. Samples of Rhodic Paleudult soil were collected at 0-20 cm, air dried to perform experiments under controlled conditions. The experimental design used randomized blocks with five replications in a factorial 2 x 3, two doses of Cu (0 and 50 mg kg-1) and three corrective doses of acidity (0, 1.5 and 3.0 Mg ha-1). The soil was placed in rizobox and submitted to the oat crop (experiment 1) and young vines cv. Niagara Branca (experiment 2), for 30 and 70 days, respectively, in a controlled environment. We evaluated the production of dry matter (DM), the content and nutrient accumulation in the tissue of roots and shoots and the Cu content in symplast and apoplast of plant roots and the Cu content and chemical attributes in soil rhizosphere and not rhizosphere. The application of Cu in the soil negatively affected DM production and the accumulation of nutrients, except for the Cu which showed an increase of amounts accumulated in oat and young vines. The Cu concentration in the apoplast and symplast compartments were higher in the soil with applying Cu and performing application of the corrective acidity and the pH value in the rhizosphere soil and water was not higher in the rhizosphere treatments that received the highest doses of remedial acidity for both oat and for the young vines. The use of lime reduced the toxicity of copper in oat and young vines could be an alternative to reduce negative effects on sandy soils with low organic matter content.

O florescimento é um fator decisivo à adaptação da aveia em ambientes subtropicais. A iniciação floral em alguns genótipos cultivados no Sul do Brasil é dependente de baixas temperaturas, um processo denominado vernalização. Os objetivos deste trabalho foram determinar o número de genes que controlam o caráter resposta à vernalização em aveia, clonar e caracterizar genes associados à vernalização com base na ortologia com outras espécies de gramíneas e identificar marcadores moleculares ligados a estes genes em aveia. O número de genes controlando o caráter resposta à vernalização foi estimado em linhagens recombinantes derivadas dos cruzamentos UFRGS 8 x UFRGS 930605 e UFRGS 881971 e Pc68/5*Starter. A resposta à vernalização nas populações avaliadas foi controlada por dois genes dominantes maiores, onde genótipos insensíveis à vernalização carregam os alelos AABB, AAbb e aaBB, enquanto que genótipos sensíveis à vernalização carregam os alelos aabb. Vinte e dois pares de primers ancorados em regiões codificantes conservadas dos genes VRN1, VRN2 e VRN3 de trigo, cevada e azevém foram utilizados para amplificar e clonar sequências de aveia. Sequências clonadas correspondendo aos genes alvo foram recuperadas para ambos VRN1 e VRN3. Outras sequências apresentaram similaridade à uma proteína com motivo zinc-finger e domínio CCT, os quais são componentes do gene VRN2 em trigo e cevada. Sequências de aveia também apresentaram elevada similaridade ao gene Hd3a, o qual está envolvido no florescimento em arroz e é ortólogo aos genes VRN3 de trigo e cevada e ao gene FT de Arabidopsis thaliana. O gene VRN3 foi mapeado em três populações de aveia: UFRGS 8 x UFRGS 930605, UFRGS 881971 x Pc68/5*Starter e Kanota x Ogle. Nas três populações, o gene VRN3 foi mapeado em regiões cromossômicas colineares correspondendo ao grupo de ligação 6 de K x O. Marcadores moleculares DArT ligados a QTLs que afetam a resposta à vernalização em aveia foram detectados através do mapeamento por intervalo simples. Um QTL associado com a resposta à vernalização foi detectado na população UFRGS 8 x UFRGS 930605, o qual explicou 20% da variação fenotípica observada entre as linhagens recombinantes. / Flowering time is a decisive factor in the adaptation of oat to sub-tropical environments. Varieties grown in southern Brazil show response to low temperaturedependant floral initiation, a process called vernalization. The objectives of this study were to determine the number of genes controlling the response to vernalization in oats, to clone and characterize genes associated with vernalization based on orthology with other grass species, and to identify molecular markers linked to those genes in oats. The number of genes controlling the response to vernalization was estimated in recombinant inbred lines from the crosses UFRGS 8 x UFRGS 930605 and UFRGS 881971 x Pc68/5*Starter. Response to vernalization in the evaluated populations was controlled by two dominant major genes with the vernalizationinsensitive genotypes carrying AABB, AAbb, and aaBB alleles, whereas the vernalization-responsive ones carrying aabb alleles. Twenty-two primer pairs anchored in conserved coding regions of VRN1, VRN2, and VRN3 genes from wheat, barley, and lolium were used to amplify and clone oat sequences. Cloned sequences corresponding to the targeted genes were recovered for both VRN1 and VRN3. Other sequences showed similarity to a protein with a zinc-finger motif and a CCT domain, which are components of VRN2 in wheat and barley. Oat sequences also showed high similarity to the Hd3a gene, which is involved with flowering time in rice, and is an orthologue of the wheat and barley VRN3 gene and the Arabidopsis thaliana FT gene. The VRN3 gene was mapped in three oat populations: UFRGS 8 x UFRGS 930605, UFRGS 881971 x Pc68/5*Starter and Kanota x Ogle. In all three populations, VRN3 fell within colinear regions corresponding to KxO linkage group 6. DArT markers linked to QTLs for response to vernalization in oats were detected by simple interval mapping. One quantitative trait locus (QTL) associated to vernalization response was identified in the UFRGS 8 x UFRGS 930605 population, which explained 20% of the phenotypic variation observed among the recombinant inbred lines.

Foram conduzidos dois estudos, um com o objetivo de caracterizar e agrupar cultivares de trigo e de aveia produzidas na região Sul do País, de acordo com a sua composição química, e outro visando estabelecer relações entre as variações nos teores e proporções de fibra insolúvel e solúvel para um mesmo teor de fibra total, com respostas biológicas de não ruminantes. No primeiro, amostras de treze cultivares de trigo e nove de aveia, obtidas em dois anos de cultivo, foram caracterizadas quanto a composição química e características macrométricas, e agrupadas quanto as medidas de importância nutricional. No segundo, realizou-se dois experimentos, um com frangos de corte em crescimento alimentados com ração basal composta por milho ou obtidas mediante a substituição do milho por grãos de trigo CEP 24 ou BR 32; e outro com ratos Wistar em crescimento alimentados com ração purificada ou obtidas mediante substituição total da celulose e parcial da caseína e amido de milho por grãos descascados de aveia UFRGS 15 ou UFRGS 18. O ano de cultivo influenciou os teores de amido, proteína bruta e fibra solúvel para trigo; e de amido, para aveia. As variações entre cultivares de trigo e aveia nas medidas amido, proteína bruta, fibra total, solúvel e insolúvel permitiram classificá-las em grupos com distintas possibilidades de utilização na nutrição. A elevação dos teores de fibra insolúvel aumentou o teor de umidade da digesta, diminuiu o ganho de peso das aves e, provavelmente, a digestão e absorção de nutrientes nos ratos, sem causar alterações no desaparecimento da matéria seca, no teor de umidade das excretas/fezes e no tempo de recuperação de 50% do indicador (T50). O aumento de fibra solúvel não influiu sobre o teor de umidade das excretas/fezes e sobre o T50, mas diminuiu o desaparecimento da matéria seca, sem causar efeitos negativos sobre o ganho de peso das aves. As proporções e interações entre as frações insolúvel e solúvel da fibra talvez possam explicar a ausência de alterações sobre o T50 para as espécies animais. As diferentes fontes de fibra causaram efeitos distintos sobre algumas medidas de resposta biológica. / Two studies were conducted, the first to estimate and ciassify wheat and oat cultivars based on chemical composition, and the second to estabiish the relationship among the leveis and proportions of insoluble and soluble fiber and the biological response of nonruminants. Chemical composition, hectolitric weight and 1,000 kernel weight of thirteen wheat cultivars and nine oat cultivars were evaluated for two years, and classified based on some indicators of the nutritional grain quality. The experiments with animais were conducted by using broiler chickens fed a com control diet or with two other diets that were formulated substituting ali com by grain wheat cultivars CEP 24 or BR 32; and by using rats Wistar fed a purified control diet or with two others diets that were formulated substituting ali cellulose and part of corn starch and casein by dehulled grain oat cultivars UFRGS 15 and UFRGS 18. Significant differences for wheat starch, crude protein and soluble fiber; and oat starch were observed between the years. The variation on the starch, crude protein, total fiber, insoluble fiber and soluble fiber showed the possibie use of wheat cultivars and oat cultivars in specific strategies for nutrition. The augment of the insoluble fiber resulted in the increase of the digesta moisture, decrease of the weight gain for broiler chickens, and probabie decrease of the nutrients digestion and absorption by rats, with no influence on the dry matter disappearance, the excreta/fecal moisture and the time of the 50% appearance of the marker in excreta/feces (T50). The increase of soluble fiber resulted in the decrease of the dry matter disappearance, with no influence on the weight gain for broiler chickens, the digesta moisture and excreta/fecal moisture, and the T50. The variation in the proportions and the interactions of insoluble and soluble fiber may expiain the non alterations in the mean retention time in the animais. The different source of fiber resulted in the different biological response.

Os resíduos lignocelulósicos agroindustriais são substratos abundantes e de baixo custo para a produção de vários compostos de valor agregado como etanol e xilitol, por isso a importância de estudos para ampliar as formas de aproveitamento das pentoses e hexoses presentes nestas matérias primas. Em vista disso, o presente trabalho buscou estudar a composição e os processos de hidrólise ácida diluída e enzimática da casca de soja (Glycine max) e da casca de aveia (Avena sativa L), bem como avaliar a fisiologia e a capacidade de produção de metabólitos como etanol e xilitol por novas leveduras recombinantes e selvagens, a partir da fermentação destes hidrolisados. Na primeira etapa do estudo, testou-se diferentes concentrações de ácido sulfúrico em diferentes tempos de autoclave para o pré-tratamento e solubilização da fração de hemicelulose da mistura de casca de soja e casca de aveia, através do processo de hidrólise ácida diluída. A condição de 1 % de ácido em 40 minutos de autoclave foi escolhida para a obtenção do hidrolisado ácido para a fermentação. No sólido resultante do tratamento anterior, foram testadas duas enzimas, o extrato do fungo Penicillium echinulatum e a enzima comercial novozymes CELLUCLAST 1.5 ®, em três concentrações enzimáticas (10 FPU g-1,,15 FPU g-1, 20 FPU g-1).A enzima comercial novozymes CELLUCLAST 1.5 ®, na concentração de 15 FPU g-1 foi escolhida para a obtenção do hidrolisado enzimático pela maior liberação de açúcares no meio. Em uma segunda etapa, os hidrolisados ácido e enzimático e a mistura destes foram testados como meio de fermentação para duas linhagens recombinantes de Saccharomyces cerevisiae YRH 396 e YRH 400 que foram recombinadas por integração cromossômica dos genes da xilose redutase (XYL1), xilitol desidrogenase (XYL2) de Pichia stipitis e xiluloquinase (XKS1) de S. cerevisiae conferindo capacidade de metabolização da xilose. Nos ensaios em agitador orbital, a linhagem YRH 396 obteve parâmetros fermentativos (Yp/s e QP) superiores e teve seu metabolismo estudado em biorreator, apresentando valor de Yp/s de 0,39 gg-1 na fermentação do hidrolisado enzimático concentrado. Na fermentação do hidrolisado ácido em anaerobiose 71,2 % da xilose foi consumida com Yp/s (etanol) de 0,33 gg-1. Na fermentação do hidrolisado acido em um biorreator aerado com 1 vvm 64,3 % da xilose foi consumida com produção de 2,9 g L -1 de etanol e 8,17 g L -1 de xilitol. Em uma terceira etapa do trabalho, as novas espécies recentemente isoladas Spathaspora girioi e Spathaspora hagerdaliae foram testadas fermentando o hidrolisado ácido em anaerobiose e oxigênio limitado em agitador orbital. A fermentação pela espécie S. hagerdaliae foi escalonada em biorreator e apresentou Yp/s (etanol) de 0,32 gg-1 no cultivo em anaerobiose e Yx/x (xilitol) de 0,31 gg-1 em biorreator aerado. / Agroindustrial lignocellulosic residues are abundant, low-cost substrates for the production of various value-added compounds such as ethanol and xylitol. Therefore, the importance of extensive studies to increase the uses of pentoses and hexoses present in these raw materials. In this context, the present study sought to study the composition and the processes of diluted acid and enzymatic hydrolysis of soybean hulls and oat hulls, and to evaluate the physiology and production of ethanol and xylitol by new wild and recombinant yeast strains during fermentation of these hydrolysates. In the first stage of the study, different concentrations of sulfuric acid were tested in different autoclave times for the pre-treatment and solubilization of the hemicellulose fraction of the soybean hull and oat bark mixture through the diluted acid hydrolysis process. The condition of 1% acid in 40 minutes of autoclaving was chosen to obtain the hydrolysate resulting from the acid treatment for fermentation. In the solid resulting from the previous treatment, two enzymes, an extract of the fungus Penicillium echinulatum and the commercial enzyme CELLUCLAST 1.5 ® Novozymes, were tested in three enzymatic concentrations (10 FPU g-1,,15 FPU g-1, 20 FPU g-1).The commercial enzyme Novozymes CELLUCLAST 1.5 ® in the concentration of 15 FPU g-1 was chosen to obtain the enzymatic hydrolysate. In the second part, the acid and enzymatic hydrolysates and the mixture of these were tested as a fermentation medium for two recombinant strain of Saccharomyces cerevisiae YRH 396 and YRH 400 that were recombined by chromosomal integration of the genes xylose reductase (XYL1), xylitol dehydrogenase (XYL2) di Pichia stipitis and xylulokinase (XKS1) genes of S. cerevisiae conferring capacity of xylose metabolism. In the orbital shaker assays the YRH 396 strain showed better fermentation parameters (Yp/s and QP) and had its metabolism studied in a bioreactor, showing an Yp/s of 0.39 g g-1 in the fermentation of the concentrated enzymatic hydrolysate and consumption of 71.2 % of xylose in the fermentation of the acid hydrolysate under anaerobiosis, with Yp/s of 0.33 gg-1. In the fermentation of the acid hydrolysate in an aerated bioreactor with 1 vvm, 64.3% of xylose was consumed with production of 2.9 g L -1 of ethanol and 8.17 g L -1 of xylitol. In the third stage of the work, the species Spathaspora girioi and Spathaspora hagerdaliae were tested fermenting the acid hydrolysate in anaerobiosis and limited oxygen in orbital shaker. Fermentation by the Spathaspora hagerdaliae was staged in a bioreactor and presented Yp/s (ethanol) of 0.32 gg-1 under anaerobiosis and Yx/x (xylitol) of 0.31 under microaerobiosis.