Solos ácidos causam redução do rendimento de plantas de lavoura, tanto pela redução da disponibilidade de nutrientes como pela presença de elementos tóxicos, como o alumínio (Al) na sua forma mais reativa. A combinação entre estes dois fatores tem consequências graves para a planta, tais como a redução do crescimento de raízes e da produção de biomassa. A aveia possui tolerância ao Al quando comparada com trigo e cevada, porém há considerável variação dentro da espécie. Os mecanismos de tolerância ao Al em aveia ainda não foram elucidados. Na família Poaceae, tanto mecanismos de exclusão quanto de detoxificação foram identificados, e vários genes associados à tolerância ao Al. Os objetivos deste trabalho foram: identificar QTLs associados à tolerância ao Al a partir da fenotipagem a campo e em hidroponia de uma população segregante e sequências com homologia a genes associados a tolerância ao Al em outras espécies. Foi gerado um mapa genético para a população oriunda do cruzamento de UFRGS17 e UFRGS930598, aonde foram encontrados três QTLs associados à tolerância ao Al em hidroponia, explicando 64% da variação fenotípica. Não foram identificados QTLs para tolerância ao Al a campo. Sequência homóloga ao gene ALMT1 foi identificada, sendo predita a existência de cinco íntrons e seis exons e uma proteína com seis domínios transmembrana no alelo identificado em UFRGS 17. Em UFRGS 930598, o primeiro exon e parte do primeiro intron não foram obtidos. Também foi identificado parcialmente uma sequência homóloga ao gene STOP1 com 89% de similaridade a sequência de Brachypodium distachyon. / Acid soils reduce crop yield, not only by affecting nutrient availability, but also by increasing the presence of toxic element forms, such as aluminum (Al), in its most reactive form. The combination of these two factors has negative consequences to the plant, for example reduction in root growth and biomass production. Oats are considered Al tolerant if compared to wheat and barley, but there is a large variation inside the species. In poaceae, mechanisms related to exclusion as weel as to detoxification have been identified and several genes have been associated to Al tolerance.This study aimed to identify QTLs associated to Al tolerance using field and hydroponic phenotyping of a recombinant inbred population, and identify sequences with homology to genes associated to Al tolerance in other species. Three QTLs associated to hydroponic Al tolerance were identified in the map generated to UFRGS 17 x UFRGS 930598 population, explaining 64% of the phenotypic variation. A sequence similar to the ALMT1 gene was identified. The UFRGS 17 alIele was predicted to contain five introns and six exons and to code a protein with six transmembrane domains. In UFRGS 930598, the first predicted exon and part of the first intron were not cloned. A sequence similar to the STOP1 gene was partially identified with 89 % of homology to the Brachypodium distachyon homologous sequence.

A principal característica que diferencia a aveia nuda da aveia com casca é a separação da casca durante o processo de trilha. A expressão incompleta do caráter nuda é um dos entraves à utilização comercial da aveia nuda. Os objetivos deste estudo foram: (i) analisar a expressão do caráter nuda nas panículas dos genitores e da população segregante nas gerações F2 e F3, (ii) estimar o número de genes desse caráter, (iii) analisar possíveis diferenças na expressão do caráter quando utilizadas sementes com e sem casca na semeadura, (iv) determinar a associação do caráter nuda aos caracteres estatura e florescimento. O trabalho foi conduzido na Estação Experimental Agronômica da UFRGS, nos anos 2005 e 2006. Foram utilizados como genitores as linhagens UFRGS 995080-1 (nuda) e UFRGS 970486-3 (com casca), que foram avaliados conjuntamente com a população segregante quanto a presença e distribuição dos grãos sem casca na panícula. O caráter nuda em aveia é governado por um gene dominante de grande efeito sobre o fenótipo, formando três classes fenotípicas distintas na geração F2, nuda, mosaico e com casca, nas proporções 1:2:1, respectivamente. A expressão do caráter nuda nem sempre foi completa nas panículas, mesmo em genótipos homozigotos para a característica, sendo que a menor expressão do caráter nas panículas ocorreu em ramificações de segunda e terceira ordem, localizadas na base destas. Não foram verificadas diferenças nas proporções fenotípicas observadas nas gerações F2 e F3 quando as sementes provenientes de plantas individuais foram separadas em sementes nuda e com casca. Assim como o caráter nuda, a característica multiflora das espiguetas possui herança monogênica, sendo que os dois caracteres são fortemente ligados. Não houve associação do caráter nuda com a estatura da planta e nem com o número de dias para o florescimento. A seleção de fenótipos que formam apenas grãos sem casca ao longo da panícula facilitará o desenvolvimento de novas variedades de aveia nuda, uma vez que são homozigotos e provavelmente apresentarão uma expressão mais estável desta característica. / The major difference between naked and conventional oats is the capacity of dehulling during threshing. The incomplete expression of the naked trait limits the commercial exploitation of naked oats. The objectives of this work were: (i) to analyze the expression of the naked trait in panicles of F2 and F3 segregating populations and the parental genotypes, (ii) to estimate the number of genes controlling this trait, (iii) to evaluate if there are any differences in the expression of the naked character, due to the type of seeds, naked or husked, used, (iv) to determine the association of the naked character with plant height and flowering date. This work was conduced at the Agronomic Experimental Station of UFRGS, in 2005 and 2006. The inbred lines used as parents, UFRGS 995080-1 (naked) and UFRGS 970486-3 (hulled), and the segregating populations F2 and F3 were evaluated for the presence and distribution of the naked grains within the panicles. The naked trait is controlled by one dominant major gene. In the F2 generation three phenotypic classes were observed, naked, mosaic, and hulled, in the proportion of 1:2:1, respectively. The expression of the naked trait was incomplete, even for the dominant homozygous genotypes, as confirmed by the F3 analysis. The expression of the naked character was less evident in the second and third order branches, located mostly at the base of the panicle. There were no differences in the phenotypic proportions observed in the F2 and F3 generations based on the type of seed used, i.e, naked or hulled seeds. The multiflorous trait was also monogenic and strongly linked to naked character. There was no association between the naked trait with plant height and flowering date. Selection of phenotypes that express only dehulled seeds throughout the panicle will facilitate the development of new naked oat varieties, since they are homozygous and will probably have a more stable expression of this characteristic.

A ferrugem da folha, causada por Puccinia coronata Corda. f. sp. avenae Eriksson, é a moléstia mais danosa para a cultura da aveia (Avena sativa L.). O uso de cultivares resistentes tem sido limitado devido à extrema diversidade genética presente nas populações de P. coronata. Geralmente a superação dos genes de resistência acaba ocorrendo em um curto intervalo de tempo. Desta forma a busca por uma resistência eficiente e durável é o objetivo dos programas de melhoramento deste cereal. Com o objetivo de compreender alguns aspectos da resistência genética a Puccinia coronata em aveia, este trabalho abordou dois aspectos distintos. No ano de 2005, o experimento avaliou o comportamento da resistência quantitativa em uma população F6:11 resultante do cruzamento entre as cultivares UFRGS910906 e UFRGS7. Este ano caracterizou-se por ser extremamente favorável à doença, sendo que a maioria das linhagens apresentou uma ASCPD maior que o genitor suscetível. Uma análise avaliando os valores de ASCPD do período de 1998 a 2005 demonstrou que este tipo de resistência é altamente influenciado pelo ambiente, portanto em condições muito favoráveis ao fungo não é indicado selecionar genótipos com resistência parcial. Em 2006, as análises realizadas focaram na resistência do tipo qualitativa, buscando a identificação de marcadores do tipo AFLP para o gene de resistência Pc68, e ampliação do mapa genético da população de linhagens recombinantes em F6 oriundas do cruzamento entre os genótipos Pc68/5*Starter e UFRGS8, contrastantes quanto à presença deste gene. Um total de 78 marcadores polimórficos que segregaram na taxa esperada, formaram um mapa composto por 12 grupos de ligação, totalizando 409,4 cM do genoma de Avena sativa. Quanto às análises de ligação entre o gene Pc68 e os marcadores AFLP, foram detectados dois marcadores em repulsão: U8PM22 e U8PM25, os quais encontram-se flanqueando o gene a uma distância de 18,60 e 18,83 cM respectivamente. / Crown rust, caused by Puccinia coronata Corda. f. sp. avenae Eriksson, is the most damaging disease of cultivated oat (Avena sativa L.). Use of resistant genotypes is limited by P. coronata extremely high genetic diversity. In general, the pathogen races overcome single resistance genes in a short period of time. Oat breeding programs are continuously in searching for an efficient and durable host resistance. This work involved two distinct studies on oat crown rust resistance. In the first study quantitative resistance was evaluated in a F6:11 inbred line population derived from the cross UFRGS910906 X UFRGS7. Expression of host resistance was very dependent of environmental conditions as demonstrated by the comparison among AUDPC values from 1998 to 2005. The environment in 2005 was very favorable for disease development, and a large number of lines showed an AUDPC higher than the susceptible genitor one’s. Under conditions that favor disease, genetic selection for partial host resistance is not recommended. The second study was related to qualitative host resistance aiming to identify AFLP markers linked to the resistance gene Pc68, and amplify the F6 genetic map from Pc68/5*Starter X UFRGS8. Seventy-eight markers with normal segregation were discovered and distributed in 12 linkage groups. The map covered 409.4 cM of the Avena sativa genome. Two AFLP markers were linked in repulsion to Pc68: U8PM22 and U8PM25, which are flanking the gene at 18.60 and 18.83 cM respectively.

O melhoramento genético de aveia envolve a seleção de múltiplos caracteres quantitativos e qualitativos. O conhecimento das regiões genômicas que afetam estas características possibilita a seleção assistida por marcadores moleculares, técnica que visa complementar a seleção convencional. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi de identificar regiões genômicas responsáveis por caracteres quantitativos (QTLs), associadas a marcadores moleculares previamente identificados. O experimento foi conduzido nos anos de 2008 e 2009, sendo empregadas 150 linhagens recombinantes de aveia, oriundas do cruzamento entre os genótipos UFRGS 8 e UFRGS 930605. O mapeamento de QTLs foi realizado através do método por intervalo composto. No primeiro ano, 2008, foram identificados 34 QTLs, sendo estes distribuídos em nove grupos de ligação e abrangendo 10 das 11 características avaliadas. No ano de 2009, foram detectados 22 QTLs para 11 dos 12 caracteres avaliados, sendo estes também distribuídos em nove grupos de ligação. A porção da variação fenotípica explicada pelos QTLs variou de 6,15% a 34,85%. Importantes QTLs foram identificados para caracteres de interesse aos programas de melhoramento de aveia, como a estatura de planta, o número de dias ao florescimento, o peso do hectolitro, o peso de mil grãos, o rendimento de grãos, o peso de panícula e o número de grãos por panícula. Foram observados QTLs para diferentes caracteres na mesma região genômica, ou seja, ligados aos mesmos marcadores moleculares, sendo que, vários destes caracteres também apresentaram correlações fenotípicas significativas. A maioria dos QTLs detectados apresentou expressão em apenas um dos anos avaliados, porém alguns QTLs, como os associados ao caráter estatura de planta, foram detectados nos dois anos de avaliação. Sendo assim, os resultados gerados neste trabalho fornecem subsídios aos programas de melhoramento genético de aveia, proporcionando um maior entendimento dos mecanismos genéticos envolvidos com os caracteres de interesse. No entanto, estes resultados devem ser integrados e validados em outras populações para que a seleção assistida por marcadores moleculares possa ser realizada com sucesso. / The genetic improvement of oats requires selection of multiple quantitative and qualitative traits. Knowledge of the genomic regions controlling them makes possible the adoption of marker-assisted selection, a supporting technique to conventional breeding. Therefore, the objective of this study was to identify genomic regions responsible for quantitative traits loci (QTLs) associated with molecular maker previously identified. The experiment was conducted in 2008 and 2009 and employed a population of 150 recombinant inbred lines of oats from the cross between the oat genotypes UFRGS 8 and UFRGS 930605. QTL mapping was carried out by composite interval analysis. In the first year, 2008, 34 QTLs were identified, which were distributed in nine linkage groups, covering 10 of 11 traits studied. In 2009, 22 QTLs were detected for 11 of 12 traits analyzed, which were also distributed in nine linkage groups. Phenotypic variation explained by the QTLs ranged from 6.15% to 34.85%. QTLs with important effect on the phenotypic variance were identified for traits of interest in oat breeding programs, such as plant height, number of days to flowering, test weight, thousand grain weight, grain yield, panicle weight and number of grains per panicle. QTLs affecting different traits were identified in the same genomic region, i.e., linked to the same molecular markers. Several of these traits also revealed significant phenotypic correlations. Most QTLs were detected in only one of the two years of evaluation. Even though, some QTLs, such as those associated with plant height, were detected in both years. The results generated in this work provide a better understanding of the genetic basis controlling traits of interest, which can be useful for oat breeding programs. However, these results should be validated in other populations in order to allow the marker-assisted selection to be successful.

A principal característica que diferencia a aveia nuda da aveia com casca é a separação da casca durante o processo de trilha. A expressão incompleta do caráter nuda é um dos entraves à utilização comercial da aveia nuda. Os objetivos deste estudo foram: (i) analisar a expressão do caráter nuda nas panículas dos genitores e da população segregante nas gerações F2 e F3, (ii) estimar o número de genes desse caráter, (iii) analisar possíveis diferenças na expressão do caráter quando utilizadas sementes com e sem casca na semeadura, (iv) determinar a associação do caráter nuda aos caracteres estatura e florescimento. O trabalho foi conduzido na Estação Experimental Agronômica da UFRGS, nos anos 2005 e 2006. Foram utilizados como genitores as linhagens UFRGS 995080-1 (nuda) e UFRGS 970486-3 (com casca), que foram avaliados conjuntamente com a população segregante quanto a presença e distribuição dos grãos sem casca na panícula. O caráter nuda em aveia é governado por um gene dominante de grande efeito sobre o fenótipo, formando três classes fenotípicas distintas na geração F2, nuda, mosaico e com casca, nas proporções 1:2:1, respectivamente. A expressão do caráter nuda nem sempre foi completa nas panículas, mesmo em genótipos homozigotos para a característica, sendo que a menor expressão do caráter nas panículas ocorreu em ramificações de segunda e terceira ordem, localizadas na base destas. Não foram verificadas diferenças nas proporções fenotípicas observadas nas gerações F2 e F3 quando as sementes provenientes de plantas individuais foram separadas em sementes nuda e com casca. Assim como o caráter nuda, a característica multiflora das espiguetas possui herança monogênica, sendo que os dois caracteres são fortemente ligados. Não houve associação do caráter nuda com a estatura da planta e nem com o número de dias para o florescimento. A seleção de fenótipos que formam apenas grãos sem casca ao longo da panícula facilitará o desenvolvimento de novas variedades de aveia nuda, uma vez que são homozigotos e provavelmente apresentarão uma expressão mais estável desta característica. / The major difference between naked and conventional oats is the capacity of dehulling during threshing. The incomplete expression of the naked trait limits the commercial exploitation of naked oats. The objectives of this work were: (i) to analyze the expression of the naked trait in panicles of F2 and F3 segregating populations and the parental genotypes, (ii) to estimate the number of genes controlling this trait, (iii) to evaluate if there are any differences in the expression of the naked character, due to the type of seeds, naked or husked, used, (iv) to determine the association of the naked character with plant height and flowering date. This work was conduced at the Agronomic Experimental Station of UFRGS, in 2005 and 2006. The inbred lines used as parents, UFRGS 995080-1 (naked) and UFRGS 970486-3 (hulled), and the segregating populations F2 and F3 were evaluated for the presence and distribution of the naked grains within the panicles. The naked trait is controlled by one dominant major gene. In the F2 generation three phenotypic classes were observed, naked, mosaic, and hulled, in the proportion of 1:2:1, respectively. The expression of the naked trait was incomplete, even for the dominant homozygous genotypes, as confirmed by the F3 analysis. The expression of the naked character was less evident in the second and third order branches, located mostly at the base of the panicle. There were no differences in the phenotypic proportions observed in the F2 and F3 generations based on the type of seed used, i.e, naked or hulled seeds. The multiflorous trait was also monogenic and strongly linked to naked character. There was no association between the naked trait with plant height and flowering date. Selection of phenotypes that express only dehulled seeds throughout the panicle will facilitate the development of new naked oat varieties, since they are homozygous and will probably have a more stable expression of this characteristic.

A ferrugem da folha, causada por Puccinia coronata Corda. f. sp. avenae Eriksson, é a moléstia mais danosa para a cultura da aveia (Avena sativa L.). O uso de cultivares resistentes tem sido limitado devido à extrema diversidade genética presente nas populações de P. coronata. Geralmente a superação dos genes de resistência acaba ocorrendo em um curto intervalo de tempo. Desta forma a busca por uma resistência eficiente e durável é o objetivo dos programas de melhoramento deste cereal. Com o objetivo de compreender alguns aspectos da resistência genética a Puccinia coronata em aveia, este trabalho abordou dois aspectos distintos. No ano de 2005, o experimento avaliou o comportamento da resistência quantitativa em uma população F6:11 resultante do cruzamento entre as cultivares UFRGS910906 e UFRGS7. Este ano caracterizou-se por ser extremamente favorável à doença, sendo que a maioria das linhagens apresentou uma ASCPD maior que o genitor suscetível. Uma análise avaliando os valores de ASCPD do período de 1998 a 2005 demonstrou que este tipo de resistência é altamente influenciado pelo ambiente, portanto em condições muito favoráveis ao fungo não é indicado selecionar genótipos com resistência parcial. Em 2006, as análises realizadas focaram na resistência do tipo qualitativa, buscando a identificação de marcadores do tipo AFLP para o gene de resistência Pc68, e ampliação do mapa genético da população de linhagens recombinantes em F6 oriundas do cruzamento entre os genótipos Pc68/5*Starter e UFRGS8, contrastantes quanto à presença deste gene. Um total de 78 marcadores polimórficos que segregaram na taxa esperada, formaram um mapa composto por 12 grupos de ligação, totalizando 409,4 cM do genoma de Avena sativa. Quanto às análises de ligação entre o gene Pc68 e os marcadores AFLP, foram detectados dois marcadores em repulsão: U8PM22 e U8PM25, os quais encontram-se flanqueando o gene a uma distância de 18,60 e 18,83 cM respectivamente. / Crown rust, caused by Puccinia coronata Corda. f. sp. avenae Eriksson, is the most damaging disease of cultivated oat (Avena sativa L.). Use of resistant genotypes is limited by P. coronata extremely high genetic diversity. In general, the pathogen races overcome single resistance genes in a short period of time. Oat breeding programs are continuously in searching for an efficient and durable host resistance. This work involved two distinct studies on oat crown rust resistance. In the first study quantitative resistance was evaluated in a F6:11 inbred line population derived from the cross UFRGS910906 X UFRGS7. Expression of host resistance was very dependent of environmental conditions as demonstrated by the comparison among AUDPC values from 1998 to 2005. The environment in 2005 was very favorable for disease development, and a large number of lines showed an AUDPC higher than the susceptible genitor one’s. Under conditions that favor disease, genetic selection for partial host resistance is not recommended. The second study was related to qualitative host resistance aiming to identify AFLP markers linked to the resistance gene Pc68, and amplify the F6 genetic map from Pc68/5*Starter X UFRGS8. Seventy-eight markers with normal segregation were discovered and distributed in 12 linkage groups. The map covered 409.4 cM of the Avena sativa genome. Two AFLP markers were linked in repulsion to Pc68: U8PM22 and U8PM25, which are flanking the gene at 18.60 and 18.83 cM respectively.

A beta glicana, [(1→3)(1→4)‑β‑D‑glicana] é um dos componentes das paredes celulares dos cereais, sendo o principal constituinte da fibra solúvel em aveia branca (Avena sativa L.). Suas características funcionais trazem benefícios para pessoas que realizam uma dieta rica em beta-glicanas, como redução do colesterol, diminuição do teor de glicose e insulina no sangue, prevenção de câncer do cólon do intestino e prevenção de doenças cardíacas. Desta forma, o melhoramento genético tem buscado selecionar genótipos de aveia com maior conteúdo de beta-glicana e com expressão estável nos ambientes de cultivo. Este trabalho teve como objetivo caracterizar genótipos brasileiros de aveia branca quanto ao conteúdo de beta-glicana nos grãos e quanto à estabilidade deste em diferentes ambientes. Em 2010 e 2011 15 genótipos de aveia, desenvolvidos pelo Programa de Melhoramento de Aveia da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), foram avaliados em seis ambientes, constituídos por locais e épocas de cultivo diferentes, a fim de caracterizar o conteúdo de beta-glicanas e outras características químicas e físicas dos grãos. Os resultados mostraram que a o conteúdo de beta-glicana é muito semelhante entre os genótipos da UFRGS analisados, porém sofrendo influência do ambiente de cultivo. Correlações positivas foram encontradas entre o teor de beta-glicana e características como o conteúdo de carboidratos e o comprimento do grão. Correlações negativas foram verificadas com características como peso do hectolitro, dias da emergência ao florescimento, conteúdo de proteínas, conteúdo de lipídios e circularidade dos grãos. As associações entre conteúdo de beta-glicanas e os diferentes caracteres agronômicos e de grão avaliados variaram de acordo com o ambiente de teste. A análise da interação genótipo x ambiente indicou que a maioria dos genótipos aumentam o conteúdo de betaglicanas quando o ambiente favorece a expressão de maior conteúdo destas fibras, embora tenham sido observados genótipos em que essa característica é pouco influenciada pelas mudanças do ambiente. / The beta glucan, [(1 → 3) (1 → 4)-β-D-glucan] is a component of cell walls of cereals and the main constituent of the soluble fiber in oats (Avena sativa L.). Beta glucans have functional proprieties, associated with health benefits in human under a diet rich in this dietary fiber, such as reduction of serum cholesterol levels, decrease in glucose and insulin levels, prevention of colon cancer and heart diseases prevention. Therefore, nowadays several oat breeding programs, in the world, are seeking to select oat genotypes expressing higher beta-glucan content in their grains, stably across environments. This study aimed to characterize Brazilian oat genotypes for the content of beta-glucan in the grains and the stability of this trait under different environments. In 2010 and 2011 15 oat genotypes, developed by the Federal University of Rio Grande do Sul (UFRGS) Oat Breeding Program, were evaluated in six environments, consisting of different locations and sowing dates, in order to characterize their grain beta-glucan content of and other chemical and physical characteristics of the grains. The results showed that the content of beta-glucan is very similar in genotypes evaluated, although under environmental influence. Positive correlations were found between grain betaglucan content and grain carbohydrate content, as well as to grain length. Negative correlations were found with traits such as test weight, days from emergence to flowering, grain protein content, grain lipid content and roundness of the grains. The associations found between grain beta-glucan content and other grain and agronomic characteristics varied according to the test environment. Analysis of genotype x environment interaction indicated that, for most of the genotypes evaluated, an improvement of the environment, i.e. environments more conducive for higher betaglucan content, resulted in an increasing of the beta-glucan content in their grains, even though there were a few genotypes in which this characteristic was less influenced by environmental changes.

O alumínio é o metal mais comum na crosta terrestre e está presente em grande parte das regiões de produção agrícola em todo o mundo. Em condições de solos ácidos (pH<4,5), o que caracteriza os solos de grande parte da região Centro-Sul do Brasil, o alumínio torna-se um metal tóxico (Al+2<=>Al+3) à maior parte das plantas cultivadas. Desta forma, é importante identificar variedades e espécies mais tolerantes na tentativa de se isolar genes de tolerância por se tratar de um caráter agronômico de interesse. Em aveia foi identificado um gene dominante de grande efeito e dois alelos (Al e al) na população UFRGS17 e UFRGS930598. Os objetivos deste trabalho foram converter e testar marcadores de DNA, de espécies correlatas à aveia, associados à tolerância ao alumínio e, identificar seqüências de RNA mensageiro diferentemente expressas na presença e na ausência de alumínio tóxico, na tentativa de se isolar possíveis candidatos à tolerância e que sejam exclusivos da espécie. O SNP identificado em aveia para XBCD1117 não se apresentou associado à tolerância ao alumínio quando testado em linhagens recombinantes de UFRGS17 X UFRGS930598. Logo, o gene para tolerância ao alumínio presente em UFRGS17 não é ortólogo ao gene Alp presente no cromossomo 4HS em cevada. Na análise de 68 clones foram identificadas 12 seqüências únicas. Destas, três não apresentaram homologia com seqüências depositadas em bancos de dados e, devido às suas especificidades, merecem ser mais estudadas. Três seqüências apresentaramse como fortes candidatas à tolerância ao alumínio tóxico em aveia, por já haverem sido identificadas como genes que conferem o caráter em outras espécies. Uma delas é um fator de ribosilação ADP e as outras duas são receptores-cinases. / Aluminum is the most common metal on the Earth crust and it is found on most of the arable regions of the planet. Aluminum becomes a toxic metal (Al+2<=>Al+3) to the greatest part of crop plants in acidic soil conditions (pH<4,5), which characterizes most of the soils of the Central and Southern part of Brazil. Therefore, it is important to find more tolerant varieties and species, in order to isolate tolerance genes for it is a caracter of agronomic interest. A major effect dominant gene having two alleles, Al and al, was identified in oat in the population from the cross between UFRGS17 and UFRGS930598. The objectives of this work were to convert and test DNA markers associated with aluminum tolerance from oat related species, and to identify differentially expressed sequences from messenger RNA from a tester probe grown in aluminum stress condition and a not stressed driver probe, so species-specific oat candidate genes could be isolated. The SNP identified in oat from XBCD1117 was not associated to aluminum tolerance in the recombinant lines from UFRGS17 X UFRGS930598. Therefore, the gene involved in the aluminum tolerance at UFRGS17 may not be orthologus to gene Alp present at chromosome 4HS in barley. The analysis of 68 isolated sequences showed 12 exclusive ones. Among them, three clones did not have any homology with genbank sequences, and due to its high specificity are worth of future investigation. Three other sequences revealed high chances as candidates genes for toxic aluminum tolerance in oat, for they are already been identified as genes regulating this trait in other species. One of them is an ADP-ribosilation factor and the others are two receptor kinases.

Solos ácidos causam redução do rendimento de plantas de lavoura, tanto pela redução da disponibilidade de nutrientes como pela presença de elementos tóxicos, como o alumínio (Al) na sua forma mais reativa. A combinação entre estes dois fatores tem consequências graves para a planta, tais como a redução do crescimento de raízes e da produção de biomassa. A aveia possui tolerância ao Al quando comparada com trigo e cevada, porém há considerável variação dentro da espécie. Os mecanismos de tolerância ao Al em aveia ainda não foram elucidados. Na família Poaceae, tanto mecanismos de exclusão quanto de detoxificação foram identificados, e vários genes associados à tolerância ao Al. Os objetivos deste trabalho foram: identificar QTLs associados à tolerância ao Al a partir da fenotipagem a campo e em hidroponia de uma população segregante e sequências com homologia a genes associados a tolerância ao Al em outras espécies. Foi gerado um mapa genético para a população oriunda do cruzamento de UFRGS17 e UFRGS930598, aonde foram encontrados três QTLs associados à tolerância ao Al em hidroponia, explicando 64% da variação fenotípica. Não foram identificados QTLs para tolerância ao Al a campo. Sequência homóloga ao gene ALMT1 foi identificada, sendo predita a existência de cinco íntrons e seis exons e uma proteína com seis domínios transmembrana no alelo identificado em UFRGS 17. Em UFRGS 930598, o primeiro exon e parte do primeiro intron não foram obtidos. Também foi identificado parcialmente uma sequência homóloga ao gene STOP1 com 89% de similaridade a sequência de Brachypodium distachyon. / Acid soils reduce crop yield, not only by affecting nutrient availability, but also by increasing the presence of toxic element forms, such as aluminum (Al), in its most reactive form. The combination of these two factors has negative consequences to the plant, for example reduction in root growth and biomass production. Oats are considered Al tolerant if compared to wheat and barley, but there is a large variation inside the species. In poaceae, mechanisms related to exclusion as weel as to detoxification have been identified and several genes have been associated to Al tolerance.This study aimed to identify QTLs associated to Al tolerance using field and hydroponic phenotyping of a recombinant inbred population, and identify sequences with homology to genes associated to Al tolerance in other species. Three QTLs associated to hydroponic Al tolerance were identified in the map generated to UFRGS 17 x UFRGS 930598 population, explaining 64% of the phenotypic variation. A sequence similar to the ALMT1 gene was identified. The UFRGS 17 alIele was predicted to contain five introns and six exons and to code a protein with six transmembrane domains. In UFRGS 930598, the first predicted exon and part of the first intron were not cloned. A sequence similar to the STOP1 gene was partially identified with 89 % of homology to the Brachypodium distachyon homologous sequence.

O Programa de Melhoramento Genético de Aveia da UFRGS, iniciada em 1974, tem como objetivo principal desenvolver cultivares de aveia adaptadas a ambientes do Sul do Brasil, com alta potencial produtividade e qualidade. O progresso genético de um carater é uma contínua mudança fenotípica, observada em diferentes genótipos desenvolvidos ao longo do período de seleção considerada, causada por mudanças nas freqüências alélicas do germoplasma. O estudo teve como objetivo estimar o progresso genético de diferentes características agronômicas importantes no germoplasma de aveia UFRGS e associar os ganhos de rendimento de grãos com mudanças em outras características. O estudo foi conduzido em Eldorado do Sul-RS, Sul do Brasil, nos anos de 2010 e 2011. Foram utilizados 92 genótipos de aveia desenvolvidos pela UFRGS entre 1978 e 2008, e seis testemunhas: duas cultivares de aveia antigos, desenvolvidos nos EUA e adaptada às condições do Sul do Brasil, três cultivares modernas de trigo brasileiras e uma cultivar de cevada brasileira. Em 2010, os genótipos foram avaliados com e sem fungicida, enquanto que em 2011 apenas com fungicida. A análise do progresso genético foi baseado na regressão linear entre períodos de três anos de desenvolvimento do genótipo e cada característica avaliada, em que o coeficiente de regressão (b) proporciona uma estimativa do ganho genético. O progresso genético do rendimento de grãos com fungicida foi estimado em 38,7 kg.ha-1 ao ano em 2010 e 25,3 kg.ha-1 ao ano em 2011, entre 1978 e 2008. A produtividade sem fungicida apresentou uma redução de 63,8 kg.ha-1 ao ano de 1978 a 1990, seguido de um aumento de 167 kg.ha-1 ao ano de 1990 a 2008, esta redução no inicío do programa ocorreu pela superação dos genes de resistência à ferrugem da folha em genótipos mais antigas. Além disso, ocorreu redução do número de dias da emergência ao florescimento, estatura de plantas e acamamento durante os 30 anos de melhoramento. Redução da estatura, sem mudança na biomassa, resultou em índice de colheita maior. Número de panículas por metro quadrado e peso de mil grãos também aumentou, sem modificação do peso de grãos da panícula, resultando em maior potencial produtivo. O aumento da massa de mil grãos e peso do hectolitro permitiu melhoria na qualidade dos grãos. Muitas variáveis foram associados com o rendimento de grãos, mas de forma fraca, indicando que o aumento do potencial produtivo foi resultado da modificação de diferentes características, genótipos e combinações. / The UFRGS Oat Breeding Program, started in 1974, has as its major objective to develop oat cultivars adapted to Southern Brazil environments, with high grain yield and quality potential. The genetic progress of a given trait is a sustained phenotypic change, observed in different genotypes developed along the selection period considered, caused by changes in allele frequencies in the germplasm. This study aimed to estimate the genetic progress of different important agronomic traits in the UFRGS oat germplasm and associate the gains in grain yield with changes in other characteristics. The study was conducted in Eldorado do Sul-RS, Southern Brazil, in the years 2010 and 2011. We tested 92 UFRGS oat genotypes, developed between 1978 and 2008, and six checks: two old oat cultivars, developed in the U.S.A. and adapted to Southern Brazil conditions, three modern Brazilian wheat cultivars and one modern barley cultivar, also from Brazil. In 2010, the genotypes were evaluated with and without fungicide, while in 2011 only with fungicide. The analysis of genetic progress was based on linear regression between the period of three years which the genotype was obtained and the trait evaluated, where the regression coefficient (b) provides an estimate of the genetic gain. The genetic progress of grain yield with fungicide was estimated as 38.7 kg.ha-1.year in 2010 and 25.3 kg.ha-1.year in 2011, from 1978 to 2008. Grain yield without fungicide showed a reduction of 63.8 kg.ha-1.year between 1978 and 1990, followed by an increase of 167 kg.ha-1.year from 1990 to 2008, this reduction in the early breeding period resulted from the overcome of the resistance genes to leaf rust in the older genotypes of the program. Also, reduction in the number of days from emergence to flowering, plant height and lodging were observed along the 30 years of breeding. Decrease in height, with no change in biomass, resulted in increased harvest index. Number of panicles per square meter and thousand grain weight also increased, without modification of the grain weight of the panicle, resulting in increased grain yield potential. The increase in thousand grain weight and test weight allowed improvement on grain quality. Several variables were associated with grain yield, but weakly, indicating that the increase in grain yield potential was the result of modification of different traits, under different combinations, at different genotypes.