Ferrugem da folha, causada por Puccinia coronata f. sp. avenae, é a principal doença da aveia (Avena sativa L.). Tradicionalmente, a resistência utilizada nos programas de melhoramento é a completa, controlada por um ou poucos genes, sendo superada rapidamente pelo patógeno. Há várias décadas, tem sido sugerido que a resistência parcial pode ser mais durável. A cultivar URS 21 apresenta resistência parcial à ferrugem da folha e tem permanecido resistente desde seu lançamento, no ano 2000. Este estudo visou identificar aspectos bioquímicos e moleculares envolvidos na resistência parcial de URS 21 à ferrugem da folha. Foram utilizados dois genótipos suscetíveis e um completamente resistente como controles. Em plântulas e plantas inoculadas com o patógeno, foi verificado em URS 21 um aumento na síntese de compostos fenólicos máximo em 24 horas após a inoculação (hai), enquanto que URS 22 (suscetível) teve aumento tardio, 120 hai, provavelmente relacionado com a colonização do fungo. Em URS 21, foi verificado aumento da expressão de genes envolvidos na produção de avenantramidas, elevada concentração de compostos fenólicos totais, expressão de peroxidase, acúmulo de peróxido na epiderme, 24 hai, sugerindo síntese de compostos fenólicos estruturais. O decréscimo na produção de peróxido, em URS 21, a partir de 24 hai, também pode dever-se a produção de fenólicos estruturais. Além disso, em 24 hai, a atividade de ascorbato peroxidase, catalase e glutationa peroxidase, em URS 21, foram inferiores aos demais tempos, sugerindo que o peróxido foi consumido por peroxidases na síntese de fenólicos estruturais. Em plantas adultas de URS 21, inoculadas com o fungo, houve incremento na concentração de saponinas esteroidais, até 72 hai, enquanto que URS 22 em 48 hai, apresentou 15% da concentração máxima encontrada em URS 21, evidenciando a importância deste composto na resistência parcial à ferrugem da folha em URS 21. Além disso, a análise da expressão gênica e transcriptômica indicou a síntese de saponinas esteroidais do tipo avenacosides em URS 21. Das sequências geradas pelo RNA-sequenciamento, com função conhecida, muitas estão envolvidas no metabolismo secundário, estresse oxidativo, regulação transcricional, transporte, morte celular e defesa. Conclui-se que compostos fenólicos e saponinas são os principais componentes do mecanismo de defesa à resistência parcial à ferrugem da folha de URS 21. / Crown rust caused by Puccinia coronata f. sp. avenae is the main disease of oats (Avena sativa L.) in the world. Traditionally, the resistance exploited by oat breeders completely prevents reproduction of the fungus on the host and it segregates as a single or a few genes, thus, it is rapidly overcome by the pathogen. For several decades, it has been suggested that the partial resistance can be more durable. The Brazilian oat cultivar URS 21 is partially resistant and has remained resistant to crown rust since its release 2000. This study aimed to identify the biochemical and molecular mechanisms involved in the partial resistance of URS 21 to crown rust. Two susceptible and one completely resistant cultivar were used as control. URS 21 adult plants and seedlings inoculated with the pathogen showed increasing of total phenolics, with maximum value at 24 hours after inoculation (hai), however in URS 22 (susceptible) there was a later increase, at 120 hai, probably related to the fungus colonization. In URS 21, genes involved in production of avenantramids were up regulated after 24 hai. The increase in the concentration of phenolic compounds, peroxidase expression and accumulation of peroxide in the epidermis, was due to the action of peroxidases at 24 hai and indicated that structural synthesis of phenolic compounds was involved in partial resistance in URS 21. The decrease in peroxide production in URS 21, at 24 hai, may be related to the assembly of structural phenolics. Furthermore, the reduction in the activity of ascorbate peroxidase, catalase and glutathione peroxidase in URS 21, at 24 hai, indicated that peroxide has been consumed by peroxidase and structural phenolics synthesis. After 48 hai, in resistant genotypes, fluorescent cells, indicative of cell death, were visualized. In inoculated URS 21 adult plants, an increase in the concentration of steroidal saponins was observed at 72 hai, while in URS 22 an increase was observed in this compound at 48 hai, about 15% of the maximum concentration found in URS 21, demonstrating the importance of this compound in partial resistance to crown rust in URS 21. Furthermore, gene expression and transcriptomics indicated the synthesis of avenacosides, a type of steroidal saponina, in URS 21. Several sequences generated by RNA sequencing were involved in secondary metabolism, oxidative stress, transcriptional regulation, transport, cell death and defense. The data suggest that phenolic compounds and saponins are the main defense mechanisms of partial resistance to crown rust in URS 21.

Ferrugem da folha, causada por Puccinia coronata f. sp. avenae, é a principal doença da aveia (Avena sativa L.). Tradicionalmente, a resistência utilizada nos programas de melhoramento é a completa, controlada por um ou poucos genes, sendo superada rapidamente pelo patógeno. Há várias décadas, tem sido sugerido que a resistência parcial pode ser mais durável. A cultivar URS 21 apresenta resistência parcial à ferrugem da folha e tem permanecido resistente desde seu lançamento, no ano 2000. Este estudo visou identificar aspectos bioquímicos e moleculares envolvidos na resistência parcial de URS 21 à ferrugem da folha. Foram utilizados dois genótipos suscetíveis e um completamente resistente como controles. Em plântulas e plantas inoculadas com o patógeno, foi verificado em URS 21 um aumento na síntese de compostos fenólicos máximo em 24 horas após a inoculação (hai), enquanto que URS 22 (suscetível) teve aumento tardio, 120 hai, provavelmente relacionado com a colonização do fungo. Em URS 21, foi verificado aumento da expressão de genes envolvidos na produção de avenantramidas, elevada concentração de compostos fenólicos totais, expressão de peroxidase, acúmulo de peróxido na epiderme, 24 hai, sugerindo síntese de compostos fenólicos estruturais. O decréscimo na produção de peróxido, em URS 21, a partir de 24 hai, também pode dever-se a produção de fenólicos estruturais. Além disso, em 24 hai, a atividade de ascorbato peroxidase, catalase e glutationa peroxidase, em URS 21, foram inferiores aos demais tempos, sugerindo que o peróxido foi consumido por peroxidases na síntese de fenólicos estruturais. Em plantas adultas de URS 21, inoculadas com o fungo, houve incremento na concentração de saponinas esteroidais, até 72 hai, enquanto que URS 22 em 48 hai, apresentou 15% da concentração máxima encontrada em URS 21, evidenciando a importância deste composto na resistência parcial à ferrugem da folha em URS 21. Além disso, a análise da expressão gênica e transcriptômica indicou a síntese de saponinas esteroidais do tipo avenacosides em URS 21. Das sequências geradas pelo RNA-sequenciamento, com função conhecida, muitas estão envolvidas no metabolismo secundário, estresse oxidativo, regulação transcricional, transporte, morte celular e defesa. Conclui-se que compostos fenólicos e saponinas são os principais componentes do mecanismo de defesa à resistência parcial à ferrugem da folha de URS 21. / Crown rust caused by Puccinia coronata f. sp. avenae is the main disease of oats (Avena sativa L.) in the world. Traditionally, the resistance exploited by oat breeders completely prevents reproduction of the fungus on the host and it segregates as a single or a few genes, thus, it is rapidly overcome by the pathogen. For several decades, it has been suggested that the partial resistance can be more durable. The Brazilian oat cultivar URS 21 is partially resistant and has remained resistant to crown rust since its release 2000. This study aimed to identify the biochemical and molecular mechanisms involved in the partial resistance of URS 21 to crown rust. Two susceptible and one completely resistant cultivar were used as control. URS 21 adult plants and seedlings inoculated with the pathogen showed increasing of total phenolics, with maximum value at 24 hours after inoculation (hai), however in URS 22 (susceptible) there was a later increase, at 120 hai, probably related to the fungus colonization. In URS 21, genes involved in production of avenantramids were up regulated after 24 hai. The increase in the concentration of phenolic compounds, peroxidase expression and accumulation of peroxide in the epidermis, was due to the action of peroxidases at 24 hai and indicated that structural synthesis of phenolic compounds was involved in partial resistance in URS 21. The decrease in peroxide production in URS 21, at 24 hai, may be related to the assembly of structural phenolics. Furthermore, the reduction in the activity of ascorbate peroxidase, catalase and glutathione peroxidase in URS 21, at 24 hai, indicated that peroxide has been consumed by peroxidase and structural phenolics synthesis. After 48 hai, in resistant genotypes, fluorescent cells, indicative of cell death, were visualized. In inoculated URS 21 adult plants, an increase in the concentration of steroidal saponins was observed at 72 hai, while in URS 22 an increase was observed in this compound at 48 hai, about 15% of the maximum concentration found in URS 21, demonstrating the importance of this compound in partial resistance to crown rust in URS 21. Furthermore, gene expression and transcriptomics indicated the synthesis of avenacosides, a type of steroidal saponina, in URS 21. Several sequences generated by RNA sequencing were involved in secondary metabolism, oxidative stress, transcriptional regulation, transport, cell death and defense. The data suggest that phenolic compounds and saponins are the main defense mechanisms of partial resistance to crown rust in URS 21.

Ferrugem da folha, causada por Puccinia coronata f. sp. avenae, é a principal doença da aveia (Avena sativa L.). Tradicionalmente, a resistência utilizada nos programas de melhoramento é a completa, controlada por um ou poucos genes, sendo superada rapidamente pelo patógeno. Há várias décadas, tem sido sugerido que a resistência parcial pode ser mais durável. A cultivar URS 21 apresenta resistência parcial à ferrugem da folha e tem permanecido resistente desde seu lançamento, no ano 2000. Este estudo visou identificar aspectos bioquímicos e moleculares envolvidos na resistência parcial de URS 21 à ferrugem da folha. Foram utilizados dois genótipos suscetíveis e um completamente resistente como controles. Em plântulas e plantas inoculadas com o patógeno, foi verificado em URS 21 um aumento na síntese de compostos fenólicos máximo em 24 horas após a inoculação (hai), enquanto que URS 22 (suscetível) teve aumento tardio, 120 hai, provavelmente relacionado com a colonização do fungo. Em URS 21, foi verificado aumento da expressão de genes envolvidos na produção de avenantramidas, elevada concentração de compostos fenólicos totais, expressão de peroxidase, acúmulo de peróxido na epiderme, 24 hai, sugerindo síntese de compostos fenólicos estruturais. O decréscimo na produção de peróxido, em URS 21, a partir de 24 hai, também pode dever-se a produção de fenólicos estruturais. Além disso, em 24 hai, a atividade de ascorbato peroxidase, catalase e glutationa peroxidase, em URS 21, foram inferiores aos demais tempos, sugerindo que o peróxido foi consumido por peroxidases na síntese de fenólicos estruturais. Em plantas adultas de URS 21, inoculadas com o fungo, houve incremento na concentração de saponinas esteroidais, até 72 hai, enquanto que URS 22 em 48 hai, apresentou 15% da concentração máxima encontrada em URS 21, evidenciando a importância deste composto na resistência parcial à ferrugem da folha em URS 21. Além disso, a análise da expressão gênica e transcriptômica indicou a síntese de saponinas esteroidais do tipo avenacosides em URS 21. Das sequências geradas pelo RNA-sequenciamento, com função conhecida, muitas estão envolvidas no metabolismo secundário, estresse oxidativo, regulação transcricional, transporte, morte celular e defesa. Conclui-se que compostos fenólicos e saponinas são os principais componentes do mecanismo de defesa à resistência parcial à ferrugem da folha de URS 21. / Crown rust caused by Puccinia coronata f. sp. avenae is the main disease of oats (Avena sativa L.) in the world. Traditionally, the resistance exploited by oat breeders completely prevents reproduction of the fungus on the host and it segregates as a single or a few genes, thus, it is rapidly overcome by the pathogen. For several decades, it has been suggested that the partial resistance can be more durable. The Brazilian oat cultivar URS 21 is partially resistant and has remained resistant to crown rust since its release 2000. This study aimed to identify the biochemical and molecular mechanisms involved in the partial resistance of URS 21 to crown rust. Two susceptible and one completely resistant cultivar were used as control. URS 21 adult plants and seedlings inoculated with the pathogen showed increasing of total phenolics, with maximum value at 24 hours after inoculation (hai), however in URS 22 (susceptible) there was a later increase, at 120 hai, probably related to the fungus colonization. In URS 21, genes involved in production of avenantramids were up regulated after 24 hai. The increase in the concentration of phenolic compounds, peroxidase expression and accumulation of peroxide in the epidermis, was due to the action of peroxidases at 24 hai and indicated that structural synthesis of phenolic compounds was involved in partial resistance in URS 21. The decrease in peroxide production in URS 21, at 24 hai, may be related to the assembly of structural phenolics. Furthermore, the reduction in the activity of ascorbate peroxidase, catalase and glutathione peroxidase in URS 21, at 24 hai, indicated that peroxide has been consumed by peroxidase and structural phenolics synthesis. After 48 hai, in resistant genotypes, fluorescent cells, indicative of cell death, were visualized. In inoculated URS 21 adult plants, an increase in the concentration of steroidal saponins was observed at 72 hai, while in URS 22 an increase was observed in this compound at 48 hai, about 15% of the maximum concentration found in URS 21, demonstrating the importance of this compound in partial resistance to crown rust in URS 21. Furthermore, gene expression and transcriptomics indicated the synthesis of avenacosides, a type of steroidal saponina, in URS 21. Several sequences generated by RNA sequencing were involved in secondary metabolism, oxidative stress, transcriptional regulation, transport, cell death and defense. The data suggest that phenolic compounds and saponins are the main defense mechanisms of partial resistance to crown rust in URS 21.

As culturas órfãs se caracterizam por possuírem reduzida área cultivada e baixo valor econômico. Entre as culturas menores de destaque no Brasil e no mundo estão as culturas do feijão (Phaseolus vulgaris L.) e da aveia (Avena sativa L.). As plantas daninhas destacam-se como um dos principais limitantes nos rendimentos dessas culturas. Entre as contribuições da ciência para o manejo de plantas daninhas para diminuir os danos às culturas órfãs incluem-se a busca de novos herbicidas e o incremento da habilidade competitiva das plantas cultivadas. Os objetivos deste trabalho foram: a) avaliar a tolerância de feijão ao herbicida tembotrione; b) avaliar o anidrido naftálico como protetor para aumentar a tolerância do feijão ao tembotrione; c) averiguar as mudanças morfológicas ocorridas no aumento da densidade de plantas; d) determinar se a densidade de plantas afeta a eficácia de herbicidas; e) investigar se a aplicação sequencial ajuda no controle de plantas em alta densidade; f) mensurar a magnitude da competição entre aveia e azevém; g) avaliar a habilidade competitiva de dois genótipos de aveia de porte alto e porte baixo quando em competição com azevém; h) verificar o impacto de inibidores de giberelina em genótipos de aveia com infestação de azevém, determinando o possível aumento do rendimento na cultura A seletividade de tembotrione nas plantas de feijão é dependente da dose. Há morte de plantas e perda de produtividade de grãos quando o herbicida é aplicado em dose superior a 10,5 g ha-1. Quando usado anidrido naftálico na cultivar de feijão IAC Imperador não houve aumento da tolerância ao herbicida tembotrione. A morfologia vegetal é dependente da densidade de plantas. A eficácia de herbicida é afetada pela densidade de plantas e pela espécie de planta utilizada. A aplicação sequencial de herbicidas não demonstrou maior eficácia, quando comparada às aplicações em uma única aspersão. As plantas de aveia foram mais competitivas do que as de azevém. As plantas de aveia de porte alto demonstraram maior habilidade competitiva que as de porte baixo. O uso de inibidor de ácido giberélico em pós-emergência na cultura da aveia favoreceu o manejo do azevém e incrementou o rendimento de grãos de cultivar de porte alto. / The orphan crops are characterized by having reduced grown area and low economic value. Among the main minor crops in Brazil and the world are the common bean (Phaseolus vulgaris L.) and oats (Avena sativa L.). The weeds are among the main limiting to crops grain yield. The contributions of science to reduce the impact of weeds on crops include the search of new herbicides and the increased of the competitive ability of cultivated plants. The objectives of this study were: a) to evaluate the bean tolerance to the herbicide tembotrione; b) to assess the potential of anhydride naphthalic to increase the common bean tolerance to tembotrione; c) to evaluate the morphological changes due to the increase of plant density; d) to determine whether the plant density impacts the performance of herbicides; e) to investigate whether sequential herbicide application increases plant control at high density; f) to measure the magnitude of the competition between oats and Italian ryegrass; g) to evaluate the competitive ability of two oat genotypes with Italian ryegrass; h) to verify the impact of gibberellin inhibitors on oat genotypes infested with ryegrass, determining possible increase on the crop yield Tembotrione selectivity to common bean plants is dose dependent. There is plant death and grain yield loss when the herbicide is applied on rates superior to 10.5 g ha-1. Anhydride naphthalic used on common bean cv. IAC Imperador did not increase the crop tolerance to tembotrione. The plant morphology is density dependent. The herbicide efficacy is density dependent. The sequential application of herbicides did not increase the herbicide efficacy. The oat plants were more competitive than Italian ryegrass. Tall oat plants showed greater competitive ability that low plants. The use of gibberellic acid inhibitor in post-emergence of oat plants helped the Italian ryegrass management and increased the grain yield of tall oat plants.

A toxidez por alumínio (Al) é um dos fatores limitantes para a produção agrícola em solos ácidos, os quais abrangem aproximadamente 60% do território brasileiro. Evidências têm relacionado à tolerância ao Al com mecanismos de detoxificação de espécies reativas de oxigênio, uma vez que, além de inibir o desenvolvimento normal da raiz, o excesso de alumínio interfere nas reações enzimáticas. Sua absorção através da parece celular contribui para indução do estresse oxidativo, levando à oxidação de biomoléculas como lipídios, pigmentos e ácidos nucléicos. Com o objetivo de avaliar o efeito da exposição ao Al sobre o metabolismo oxidativo dos genótipos tolerantes UFRGS 17 e UPF 91Al-100-1-4 e sensível UFRGS 930598 de aveia branca, foram feitas análises fisiológicas, genéticas e bioquímicas em plântulas sob condição hidropônica após sete dias de tratamento com 740 μM de AlCl3. Foram analisadas as enzimas superóxido dismutase (SOD), ascorbato peroxidase (APX), catalase (CAT) e glutationa redutase (GR); o conteúdo de tióis não protéicos (NPSH) e ascorbato (AsA), assim como os níveis de clorofila A , B e carotenóides. O estresse oxidativo foi estimado através do teor de MDA, que avalia os níveis de peroxidação de lipídeos e pelo teor de H2O2. Constatou-se que o Al induz estresse oxidativo em aveia e, que os genótipos tolerantes UFRGS 17 e UPF 91Al100-1-4 apresentam mecanismos eficientes de detoxificação. A peroxidação de lipídeos é significativa apenas no genótipo sensível, há um decréscimo na produção de H2O2 na presença do Al, o mesmo é verificado para as atividades enzimáticas da CAT e APX. Os genótipos tolerantes aumentam a atividade de SOD e GR, assim como o teor de AsA e NPSH. Os genótipos tolerantes apresentam maior crescimento radicular comparado ao sensível e a tolerância ao Al nestes genótipos é governada pelo mesmo gene. A diferente deposição de Al nos tecidos da raiz entre os genótipos tolerantes sugere que o mecanismo de tolerância não seja de detoxificação externa, mas, possivelmente, relacionado à redução do estresse oxidativo causado pelo Al. / The toxicity of aluminum (Al) is one of the limiting factors to agriculture in acid soils, which cover approximately 60% of Brazilian territory. It is suggested that Al tolerance mechanisms is related to reactive oxygen species detoxification. Once Al not only inhibits the normal root development but also interferes with enzymatic reactions. Al uptake contributes to oxidative stress induction, leading to oxidation of biomolecules such as lipids, pigments and nucleic acids. In order to evaluate the effect of Al on the oxidative metabolism of tolerant oat genotypes (UFRGS 17 and UPF 91Al-100-1-4), and sensitive UFRGS 930598 oat, physiological, genetic and biochemical analysis were conducted under hydroponics after seven days of treatment with 740μM AlCl3. We analyzed the enzymes superoxide dismutase (SOD), ascorbate peroxidase (APX), catalase (CAT) and glutathione reductase (GR), the content of non-protein thiols (NPSH) and ascorbate (AsA), and the levels of chlorophyll A, B and carotenoids. Oxidative stress was estimated by H2O2 levels and MDA content, which assesses the level of lipid peroxidation. It was found that Al induces oxidative stress in oat and the tolerant genotypes UFRGS 17 and UPF 91Al100-1-4 have efficient mechanisms of detoxification. The lipid peroxidation is significant only in the sensitive genotype. There is also a decrease in H2O2 production in the presence of Al. The activities of CAT and APX are reduced upon Al exposure. The tolerant genotypes increase the activity of SOD and GR, as well as the content of AsA and NPSH. The tolerant genotypes have longer roots compared to the sensitive one. Al tolerance in these two genotypes is governed by the same gene. The different Al deposition in the root tissues of tolerant genotypes suggests that the mechanism of tolerance is not external detoxification, but possibly related to reduction of the oxidative stress caused by Al.

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.

As culturas órfãs se caracterizam por possuírem reduzida área cultivada e baixo valor econômico. Entre as culturas menores de destaque no Brasil e no mundo estão as culturas do feijão (Phaseolus vulgaris L.) e da aveia (Avena sativa L.). As plantas daninhas destacam-se como um dos principais limitantes nos rendimentos dessas culturas. Entre as contribuições da ciência para o manejo de plantas daninhas para diminuir os danos às culturas órfãs incluem-se a busca de novos herbicidas e o incremento da habilidade competitiva das plantas cultivadas. Os objetivos deste trabalho foram: a) avaliar a tolerância de feijão ao herbicida tembotrione; b) avaliar o anidrido naftálico como protetor para aumentar a tolerância do feijão ao tembotrione; c) averiguar as mudanças morfológicas ocorridas no aumento da densidade de plantas; d) determinar se a densidade de plantas afeta a eficácia de herbicidas; e) investigar se a aplicação sequencial ajuda no controle de plantas em alta densidade; f) mensurar a magnitude da competição entre aveia e azevém; g) avaliar a habilidade competitiva de dois genótipos de aveia de porte alto e porte baixo quando em competição com azevém; h) verificar o impacto de inibidores de giberelina em genótipos de aveia com infestação de azevém, determinando o possível aumento do rendimento na cultura A seletividade de tembotrione nas plantas de feijão é dependente da dose. Há morte de plantas e perda de produtividade de grãos quando o herbicida é aplicado em dose superior a 10,5 g ha-1. Quando usado anidrido naftálico na cultivar de feijão IAC Imperador não houve aumento da tolerância ao herbicida tembotrione. A morfologia vegetal é dependente da densidade de plantas. A eficácia de herbicida é afetada pela densidade de plantas e pela espécie de planta utilizada. A aplicação sequencial de herbicidas não demonstrou maior eficácia, quando comparada às aplicações em uma única aspersão. As plantas de aveia foram mais competitivas do que as de azevém. As plantas de aveia de porte alto demonstraram maior habilidade competitiva que as de porte baixo. O uso de inibidor de ácido giberélico em pós-emergência na cultura da aveia favoreceu o manejo do azevém e incrementou o rendimento de grãos de cultivar de porte alto. / The orphan crops are characterized by having reduced grown area and low economic value. Among the main minor crops in Brazil and the world are the common bean (Phaseolus vulgaris L.) and oats (Avena sativa L.). The weeds are among the main limiting to crops grain yield. The contributions of science to reduce the impact of weeds on crops include the search of new herbicides and the increased of the competitive ability of cultivated plants. The objectives of this study were: a) to evaluate the bean tolerance to the herbicide tembotrione; b) to assess the potential of anhydride naphthalic to increase the common bean tolerance to tembotrione; c) to evaluate the morphological changes due to the increase of plant density; d) to determine whether the plant density impacts the performance of herbicides; e) to investigate whether sequential herbicide application increases plant control at high density; f) to measure the magnitude of the competition between oats and Italian ryegrass; g) to evaluate the competitive ability of two oat genotypes with Italian ryegrass; h) to verify the impact of gibberellin inhibitors on oat genotypes infested with ryegrass, determining possible increase on the crop yield Tembotrione selectivity to common bean plants is dose dependent. There is plant death and grain yield loss when the herbicide is applied on rates superior to 10.5 g ha-1. Anhydride naphthalic used on common bean cv. IAC Imperador did not increase the crop tolerance to tembotrione. The plant morphology is density dependent. The herbicide efficacy is density dependent. The sequential application of herbicides did not increase the herbicide efficacy. The oat plants were more competitive than Italian ryegrass. Tall oat plants showed greater competitive ability that low plants. The use of gibberellic acid inhibitor in post-emergence of oat plants helped the Italian ryegrass management and increased the grain yield of tall oat plants.

A toxidez por alumínio (Al) é um dos fatores limitantes para a produção agrícola em solos ácidos, os quais abrangem aproximadamente 60% do território brasileiro. Evidências têm relacionado à tolerância ao Al com mecanismos de detoxificação de espécies reativas de oxigênio, uma vez que, além de inibir o desenvolvimento normal da raiz, o excesso de alumínio interfere nas reações enzimáticas. Sua absorção através da parece celular contribui para indução do estresse oxidativo, levando à oxidação de biomoléculas como lipídios, pigmentos e ácidos nucléicos. Com o objetivo de avaliar o efeito da exposição ao Al sobre o metabolismo oxidativo dos genótipos tolerantes UFRGS 17 e UPF 91Al-100-1-4 e sensível UFRGS 930598 de aveia branca, foram feitas análises fisiológicas, genéticas e bioquímicas em plântulas sob condição hidropônica após sete dias de tratamento com 740 μM de AlCl3. Foram analisadas as enzimas superóxido dismutase (SOD), ascorbato peroxidase (APX), catalase (CAT) e glutationa redutase (GR); o conteúdo de tióis não protéicos (NPSH) e ascorbato (AsA), assim como os níveis de clorofila A , B e carotenóides. O estresse oxidativo foi estimado através do teor de MDA, que avalia os níveis de peroxidação de lipídeos e pelo teor de H2O2. Constatou-se que o Al induz estresse oxidativo em aveia e, que os genótipos tolerantes UFRGS 17 e UPF 91Al100-1-4 apresentam mecanismos eficientes de detoxificação. A peroxidação de lipídeos é significativa apenas no genótipo sensível, há um decréscimo na produção de H2O2 na presença do Al, o mesmo é verificado para as atividades enzimáticas da CAT e APX. Os genótipos tolerantes aumentam a atividade de SOD e GR, assim como o teor de AsA e NPSH. Os genótipos tolerantes apresentam maior crescimento radicular comparado ao sensível e a tolerância ao Al nestes genótipos é governada pelo mesmo gene. A diferente deposição de Al nos tecidos da raiz entre os genótipos tolerantes sugere que o mecanismo de tolerância não seja de detoxificação externa, mas, possivelmente, relacionado à redução do estresse oxidativo causado pelo Al. / The toxicity of aluminum (Al) is one of the limiting factors to agriculture in acid soils, which cover approximately 60% of Brazilian territory. It is suggested that Al tolerance mechanisms is related to reactive oxygen species detoxification. Once Al not only inhibits the normal root development but also interferes with enzymatic reactions. Al uptake contributes to oxidative stress induction, leading to oxidation of biomolecules such as lipids, pigments and nucleic acids. In order to evaluate the effect of Al on the oxidative metabolism of tolerant oat genotypes (UFRGS 17 and UPF 91Al-100-1-4), and sensitive UFRGS 930598 oat, physiological, genetic and biochemical analysis were conducted under hydroponics after seven days of treatment with 740μM AlCl3. We analyzed the enzymes superoxide dismutase (SOD), ascorbate peroxidase (APX), catalase (CAT) and glutathione reductase (GR), the content of non-protein thiols (NPSH) and ascorbate (AsA), and the levels of chlorophyll A, B and carotenoids. Oxidative stress was estimated by H2O2 levels and MDA content, which assesses the level of lipid peroxidation. It was found that Al induces oxidative stress in oat and the tolerant genotypes UFRGS 17 and UPF 91Al100-1-4 have efficient mechanisms of detoxification. The lipid peroxidation is significant only in the sensitive genotype. There is also a decrease in H2O2 production in the presence of Al. The activities of CAT and APX are reduced upon Al exposure. The tolerant genotypes increase the activity of SOD and GR, as well as the content of AsA and NPSH. The tolerant genotypes have longer roots compared to the sensitive one. Al tolerance in these two genotypes is governed by the same gene. The different Al deposition in the root tissues of tolerant genotypes suggests that the mechanism of tolerance is not external detoxification, but possibly related to reduction of the oxidative stress caused by Al.

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.