A qualidade das hipóteses induzidas pelos atuais sistemas de aprendizado de máquina supervisionado depende da quantidade dos exemplos no conjunto de treinamento. Por outro lado, muitos dos sistemas de aprendizado de máquina conhecidos não estão preparados para trabalhar com uma grande quantidade de exemplos. Grandes conjuntos de dados são típicos em mineração de dados. Uma maneira para resolver este problema consiste em construir ensembles de classificadores. Um ensemble é um conjunto de classificadores cujas decisões são combinadas de alguma maneira para classificar um novo caso. Apesar de melhorar o poder de predição dos algoritmos de aprendizado, ensembles podem ser compostos por muitos classificadores, o que pode ser indesejável. Ainda, apesar de ensembles classificarem novos exemplos melhor que cada classificador individual, eles se comportam como caixas pretas, no sentido de não oferecer ao usuário alguma explicação relacionada à classificação por eles fornecida. Assim, neste trabalho propomos uma abordagem que utiliza algoritmos de aprendizado simbólico para construir ensembles de classificadores simbólicos que explicam suas decisões de classificação e são tão ou mais precisos que o mais preciso dos seus classificadores individuais. Além disso, considerando que algoritmos de aprendizado simbólico utilizam métodos de busca local para induzir classificadores quanto que algoritmos genéticos utilizam métodos de busca global, propomos uma segunda abordagem para aprender conceitos simbólicos de grandes bases de dados utilizando algoritmos genéticos para evoluir classificadores simbólicos em um u´ nico classificador simbólico, de maneira que o classificador evoluído é mais preciso que os classificadores iniciais. Ambas propostas foram implementadas em dois sistemas computacionais. Diversos experimentos usando diferentes conjuntos de dados foram conduzidos para avaliar ambas as propostas. Ainda que os resultados experimenta das duas soluções propostas são promissores, os melhores resultados foram obtidos utilizando a abordagem relacionada a algoritmos genéticos / The quality of hypotheses induced by most of the available supervised machine learning algorithms depends on the quantity and quality of the instances in the training set. However, several well known learning algorithms are not able to manipulate many instances making it difficult to induce good classifiers from large databases, as are needed in the Data Mining process. One approach to overcome this problem is to construct ensembles of classifiers. An ensemble is a set of classifiers whose decisions are combined in some way to classify new cases (instances). However, although ensembles improve learning algorithms power prediction, ensembles may use an undesired large set of classifiers. Furthermore, despite classifying new cases better than each individual classifier, ensembles are generally a sort of ?black-box? classifier, not being able to explain their classification decisions. To this end, in this work we propose an approach that uses symbolic learning algorithms to construct ensembles of symbolic classifiers that can explain their classification decisions so that the ensemble is as accurate as or more accurate than the individual classifiers. Furthermore, considering that symbolic learning algorithms use local search methods to induce classifiers while genetic algorithms use global search methods, we propose a second approach to learn symbolic concepts from large databases using genetic algorithms to evolve symbolic classifiers into only one symbolic classifier so that the evolved classifier is more accurate than the initial ones. Both proposals were implemented in two computational systems. Several experiments using different databases were conducted in order to evaluate both proposals. Results show that although both proposals are promising, the approach using genetic algorithms produces better results.

A obtenção de cultivares de arroz de alta produtividade e com tolerância a baixas temperaturas para a zona temperada da América Latina é um dos mais importantes desafios para a agricultura local. Neste trabalho buscou-se estimar parâmetros genéticos visando o entendimento do controle genético de tais caracteres para fins de melhoramento genético. Foram avaliadas 13 linhagens de arroz, separados em dois grupos: Grupo 1 composto de seis linhagens suscetíveis ao frio, e Grupo 2 composto de sete linhagens tolerantes ao frio. Os dois grupos foram cruzados de acordo com o delineamento em dialelo parcial (MIRANDA FILHO; GERALDI, 1984) originando 42 combinações híbridas. Os 55 tratamentos (42 híbridos e 13 genitores) foram avaliados no campo em 2005, em duas épocas de plantio, no Centro Internacional de Agricultura Tropical - CIAT. Utilizou-se um delineamento em blocos casualizados com quatro repetições e parcelas constituídas de uma linha com 17 plantas. Os mesmos tratamentos foram avaliados para tolerância ao frio em câmara de crescimento, em três experimentos, utilizando solo como substrato, temperaturas de 16 °C e 12 °C durante o dia e noite, respectivamente, e fotoperíodo de 12 horas com luz artificial. Utilizou-se o mesmo delineamento experimental, com três repetições e parcelas constituídas de uma linha com 20 sementes. Os resultados mostraram a existência de heterose para todos os caracteres agronômicos (altura da planta, número de perfilhos, comprimento da panícula, número de grãos por panícula, porcentagem de esterilidade e peso de 1.000 grãos) e de tolerância ao frio (índice de emergência e produção de matéria seca). O sentido da dominância foi negativo para dias para florescimento e positivo para os demais caracteres, com contribuições desiguais dos genitores para a heterose média. Os efeitos da capacidade geral de combinação (CGC) e da capacidade específica de combinação (CEC) foram importantes para todos os caracteres; entretanto, a CGC foi mais importante que a CEC. Os dois grupos de genitores têm alelos favoráveis para os caracteres agronômicos e para a tolerância. Algumas linhagens como Irga 417 e FL03188 do Grupo 1, FL04423, FL04402, e FL04452 do Grupo 2 apresentaram os menores índices de esterilidade nos cruzamentos intra-grupos. Os genótipos CT6748, Quilla 173201 e Quilla 145601 foram os mais tolerantes a baixas temperaturas e, portanto, promissores para serem utilizados em programas de melhoramento genético de arroz para condições de baixas temperaturas. / The development of high yielding and cold tolerant rice cultivars for the temperate region of Latin America is one of the most important challenges for the local agriculture. The objective of the present work was to estimate the genetic and phenotypic parameters related to the control of cold tolerance and agronomic traits, in order to obtain a better understanding of the genetic control of these traits for breeding purposes. The genetic material comprised two sets of rice lines: Group 1 composed by six cold susceptible lines and Group 2 composed by seven cold tolerant lines. The two groups were crossed according a partial diallel design (MIRANDA FILHO; GERALDI, 1984) giving rise to 42 hybrid combinations. The 55 entries (42 crosses plus 13 parents) were evaluated in 2005 under field conditions, at the International Center for Tropical Agriculture - CIAT, in a randomized complete block design with four replicates, in two planting dates; plots were single-rows with 17 plants. The same entries were evaluated for cold tolerance in growth chambers, in three experiments, using soil as substrate, temperature of 16 °C and 12 °C during the day and night, respectively, and photoperiod of 12 hours using artificial lights. The experimental design was the same with three replications per experiment; and plots were single-rows with 20 seeds. General results revealed the presence of heterosis for the agronomic traits (plant height, tiller number, days to flowering, panicle length, grains by panicle, sterility and one-thousand grain weight) as well as for cold tolerance traits (emergence index and dry matter production), with different contributions of the parents to the mean heterosis effect. The direction of the dominance was negative for days to flowering and positive for all others traits. General combining ability (GCA) and specific combining ability (SCA) were important for all traits; however, the GCA was more important than SCA. Both groups showed the presence of favorable alleles for agronomic and cold tolerance traits. Several lines such as Irga 417 and FL03188 from the Group 1, FL04423, FL04402, and FL04452 from the Group 2, presented lower sterility in the inter-group crosses. The tolerant lines, CT6748, Quilla 173201 and Quilla 145601 were considered the best parents to be used as cold tolerant donors in rice breeding programs.

A qualidade das hipóteses induzidas pelos atuais sistemas de aprendizado de máquina supervisionado depende da quantidade dos exemplos no conjunto de treinamento. Por outro lado, muitos dos sistemas de aprendizado de máquina conhecidos não estão preparados para trabalhar com uma grande quantidade de exemplos. Grandes conjuntos de dados são típicos em mineração de dados. Uma maneira para resolver este problema consiste em construir ensembles de classificadores. Um ensemble é um conjunto de classificadores cujas decisões são combinadas de alguma maneira para classificar um novo caso. Apesar de melhorar o poder de predição dos algoritmos de aprendizado, ensembles podem ser compostos por muitos classificadores, o que pode ser indesejável. Ainda, apesar de ensembles classificarem novos exemplos melhor que cada classificador individual, eles se comportam como caixas pretas, no sentido de não oferecer ao usuário alguma explicação relacionada à classificação por eles fornecida. Assim, neste trabalho propomos uma abordagem que utiliza algoritmos de aprendizado simbólico para construir ensembles de classificadores simbólicos que explicam suas decisões de classificação e são tão ou mais precisos que o mais preciso dos seus classificadores individuais. Além disso, considerando que algoritmos de aprendizado simbólico utilizam métodos de busca local para induzir classificadores quanto que algoritmos genéticos utilizam métodos de busca global, propomos uma segunda abordagem para aprender conceitos simbólicos de grandes bases de dados utilizando algoritmos genéticos para evoluir classificadores simbólicos em um u´ nico classificador simbólico, de maneira que o classificador evoluído é mais preciso que os classificadores iniciais. Ambas propostas foram implementadas em dois sistemas computacionais. Diversos experimentos usando diferentes conjuntos de dados foram conduzidos para avaliar ambas as propostas. Ainda que os resultados experimenta das duas soluções propostas são promissores, os melhores resultados foram obtidos utilizando a abordagem relacionada a algoritmos genéticos / The quality of hypotheses induced by most of the available supervised machine learning algorithms depends on the quantity and quality of the instances in the training set. However, several well known learning algorithms are not able to manipulate many instances making it difficult to induce good classifiers from large databases, as are needed in the Data Mining process. One approach to overcome this problem is to construct ensembles of classifiers. An ensemble is a set of classifiers whose decisions are combined in some way to classify new cases (instances). However, although ensembles improve learning algorithms power prediction, ensembles may use an undesired large set of classifiers. Furthermore, despite classifying new cases better than each individual classifier, ensembles are generally a sort of ?black-box? classifier, not being able to explain their classification decisions. To this end, in this work we propose an approach that uses symbolic learning algorithms to construct ensembles of symbolic classifiers that can explain their classification decisions so that the ensemble is as accurate as or more accurate than the individual classifiers. Furthermore, considering that symbolic learning algorithms use local search methods to induce classifiers while genetic algorithms use global search methods, we propose a second approach to learn symbolic concepts from large databases using genetic algorithms to evolve symbolic classifiers into only one symbolic classifier so that the evolved classifier is more accurate than the initial ones. Both proposals were implemented in two computational systems. Several experiments using different databases were conducted in order to evaluate both proposals. Results show that although both proposals are promising, the approach using genetic algorithms produces better results.

Made available in DSpace on 2017-07-25T19:30:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Caroline Coelho D.pdf: 2827635 bytes, checksum: c705ec3ee73baeecb572d551dae9bae8 (MD5) Previous issue date: 2015-12-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The objectives of this work were to determine the genetic inheritance, map QTL Al tolerance and quantify the differential gene expression of Al tolerance genes in tropical origin maize. To determine the genetic control of Al tolerance were evaluated diallel crosses between contrasting genotypes in the hybrid maize germplasm and maize landrace germplasm. Affiliates generations of diallel crosses and parental of respective crosses were evaluated for Al tolerance through minimal solution methodology. The DIF data (root growth difference) were analyzed by diallel Griffing model (1956) Method 2 (parental, hybrid and reciprocal). Later was determined the tolerance inheritance from average analysis of segregating generations. The landrace genotypes showed overall higher DIF average to hybrid germplasm, confirming the greater tolerance in this group. The diallel crosses involving the V 06 landrace stood out by the high specific and general combining ability for Al tolerance. The results of the generation average analysis indicated, for all families studied, quantitative inheritance of Al tolerance with predominance of genetic variance explained by additive effects. The heritability in the narrow sense was of intermediate magnitude, indicating the possibility of genetic gains to artificial selection of Al tolerant genotypes in F2 generation. The QTL mapping was performed based on phenotypic analysis of 114 F2:3 progenies, evaluated at minimum solution in presence of 4 mg L-1 Al. Microsatellite and AFLPs polymorphic loci between the parental lines of the mapping population were used for construction of the linkage map with the help of MAPMAKER program version 3.0 and QTL detection performed by the composite interval mapping. Nine tolerance QTLs were mapped in eight linkage groups (chromosomes 2, 4, 5, 6, 7, 8, 9 and 10), which explained 70.3% of phenotypic variation in Al tolerance. The results confirmed the three major QTL (bins 6.00, 8.05 and 10.01) described in the literature for Al tolerance, which were responsible for the most of phenotypic variation (40.3%). The high number of mapped QTLs in F2:3 segregating population confirms the quantitative inheritance of Al tolerance in the tropical maize germplasm. The molecular screening of ZmMATE1 and ZmMATE2 genes in hybrid and landraces maize germplasm showed no association of the amplified fragments with Al tolerance index. For studies of gene expression, the tolerant (H 44 and V 18) and sensitive genotypes (V H 22 and 25) were subjected to minimal solution for different exposure periods (0, 1, 3, 6, 9, 12, 24 and 48 h). After total RNA extraction from each genotype and the synthesis of cDNAs from each sample, were performed qRT-PCR assays to quantitate the expression of ZmMATE1, ZmMATE2 and ZmNrat1 genes. The results showed the highest differential expression of tolerant landrace V 18 for ZmMATE1 gene, indicating that, possibly, the exudation of citrate should be the main mechanism of Al tolerance in this genotype. The results also demonstrated the possibility of another type Al tolerance mechanism for the tolerant hybrid H 44, since showed differential expression only for ZmNrat1 gene in initial phase of exposure (1 to 3 h). The same genotypes used in the gene expression quantification were evaluated for roots differential staining with hematoxylin. The genotypes were submitted to minimal solution with Al for 6, 12, 24 and 48 h exposure times, evaluating the differential staining of roots in the respective periods. It was not possible to observe differential staining with hematoxylin among maize tolerant and sensitive genotypes to Al. / Os objetivos do trabalho foram determinar a herança genética, mapear os QTLs de tolerância ao Al e quantificar a expressão gênica diferencial de genes de tolerância ao Al em milho de origem tropical. Para determinar o controle genético da tolerância ao Al foram avaliados cruzamentos dialélicos entre genótipos contrastantes dentro do germoplasma de milho híbrido e dentro do germoplasma de milho crioulo. As gerações filiais dos cruzamentos dialélicos e os respectivos parentais dos cruzamentos foram avaliados quanto à tolerância ao Al através da metodologia de solução mínima. Os dados do DIF (diferença de crescimento radicular) foram submetidos à análise dialélica pelo modelo de Griffing (1956) método 2 (parentais, híbridos e recíprocos). Posteriormente, foi determinada a herança da tolerância a partir da análise de médias de gerações segregantes. Os genótipos de milho crioulo demonstraram média geral de DIF superior ao germoplasma híbrido, confirmando a maior tolerância neste grupo. Os cruzamentos dialélicos que envolveram a variedade crioula V 06 destacaram-se pela alta capacidade específica e geral de combinação para a tolerância ao Al. Os resultados da análise de média de gerações indicaram, para o conjunto de famílias estudadas, herança quantitativa da tolerância ao Al, com predomínio da variância genética explicada pelos efeitos aditivos. A herdabilidade no sentido restrito foi de magnitude intermediária, indicando a possibilidade de ganhos genéticos com a seleção artificial de genótipos tolerantes ao Al na geração F2. O mapeamento de QTLs foi realizado com base na análise fenotípica de 114 progênies F2:3, avaliadas em solução mínima na presença de 4 mgL-1 de Al. Os locos microssatélites e AFLPs polimórficos entre as linhagens parentais da população de mapeamento foram utilizados para a construção do mapa de ligação com o auxílio do programa MAPMAKER versão 3.0 e a detecção dos QTLs realizada pelo mapeamento por intervalo composto. Foram mapeados nove QTLs de tolerância em oito grupos de ligação (cromossomos 2, 4, 5, 6, 7, 8, 9 e 10), os quais explicaram 70,3% da variação fenotípica em tolerância ao Al. Os resultados confirmaram os três principais QTLs (bins 6.00, 8.05 e 10.01) descritos na literatura para a tolerância ao Al, os quais foram responsáveis pela maior parte da variação fenotípica (40,3%). O elevado número de QTLs mapeados na população segregante F2:3 confirma a herança quantitativa da tolerância ao Al neste germoplasma de milho tropical. O screening molecular dos genes ZmMATE1 e ZmMATE2 nos germoplasmas de milho híbrido e de variedades crioulas não evidenciou associação dos fragmentos amplificados com os índices de tolerância ao Al. Para os estudos de expressão gênica, os genótipos tolerantes (H 44 e V 18) e os sensíveis (H 22 e V 25) foram submetidos à solução mínima por diferentes períodos de exposição (0, 1, 3, 6, 9, 12, 24 e 48 h). Após a extração de RNA total de cada um dos genótipos e a síntese dos cDNAs de cada amostra foram realizados ensaios de qRT-PCR para quantificar a expressão dos genes ZmMATE1, ZmMATE2 e ZmNrat1. Os resultados demonstraram a maior expressão diferencial da variedade crioula tolerante V 18 para o gene ZmMATE1, indicando que, possivelmente, a exsudação de citrato deva ser o principal mecanismo de tolerância ao Al neste genótipo. Os resultados também evidenciaram a possibilidade de outro tipo de mecanismo de tolerância ao Al para o híbrido tolerante H 44, pois apresentou expressão diferencial apenas para o gene ZmNrat1 na fase inicial da exposição (1 a 3 h). Os mesmos genótipos utilizados na quantificação da expressão gênica foram avaliados para a coloração diferencial de raízes com hematoxilina. Os genótipos foram submetidos à solução mínima com Al por períodos de exposição de 6, 12, 24 e 48 h, avaliando-se a coloração diferencial das raízes nos respectivos períodos. Não foi possível observar coloração diferencial com hematoxilina entre genótipos de milho tolerantes e sensíveis ao Al.

Au cours des dix dernières années, les performances des lasers à cascade quantique dans le moyen infrarouge ont connu une progression rapide: Les rendements ont atteint des valeurs supérieures à 20% avec une puissance d’émission de 5W en régime continu, à température ambiante. Ces valeurs ont été atteintes notamment grâce à la diminution de la sensibilité des lasers à l’échauffement, avec des températures caractéristiques T0 s’approchant de 300K. Les performances sont donc actuellement limitées par la puissance injectée, qui est proportionnelle à la taille de la zone de gain. Les travaux de cette thèse présentent une solution innovante, consistant à combiner un réseau d’émetteurs de petites tailles de façon monolithique. Nous démontrons expérimentalement pour la première fois, des dispositifs jusqu’à 32 émetteurs de 2µm de larges, émettant en phase par couplage évanescent. De plus, nous mettons en évidences des résistances thermiques record. Ces résultats mettent en évidence la possibilité de fabriquer des sources de hautes puissances (supérieures à 10W) dans le moyen-infrarouge avec une très bonne qualité de faisceau. / During the last 10 years, the quantum cascade lasers performances in the mid-infrared have been considerably improved: the wall plug efficiency has reached values superior to 20%, with output power up to 5W in continuous wave operation, at room temperature. Those values have been achieved due to the reduction of the temperature sensibility of the lasers, with characteristic temperature T0 reaching 300K. The output power is now limited to the injected power, which is proportional to the gain region size. This thesis reports an innovating solution consisting on beam combining an array of narrow emitters, monolithically. We experimentally demonstrate for the first time devices of up to 32 emitters of 2µm width emitting in phase by evanescent coupling. Moreover, we show record thermal resistance. Those results highlight the possibility to fabricate high power sources (superior to 10 W) in the mid-infrared, with a good beam quality.

Submitted by Gabriela Lopes (gmachadolopesufpel@gmail.com) on 2017-08-23T13:47:55Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação TopCD.pdf: 1350439 bytes, checksum: 0566d9ec824051dc45f1ae413a77db95 (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2017-09-01T19:22:13Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação TopCD.pdf: 1350439 bytes, checksum: 0566d9ec824051dc45f1ae413a77db95 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-01T19:22:13Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação TopCD.pdf: 1350439 bytes, checksum: 0566d9ec824051dc45f1ae413a77db95 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-08-03 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / O objetivo deste trabalho foi avaliar a capacidade combinatória em um dialelo completo de trigo na geração F2, como critério para seleção de genitores promissores, bem como, revelar as associações de causa e efeito entre os componentes e o rendimento de grãos em função de diferentes manejos de nitrogênio. Foram realizados dois experimentos no campo experimental da Universidade Federal de Santa Maria Campus Frederico Westphalen. No primeiro experimento foram utilizados cinco genótipos de trigo (Tbio Mestre, Mirante, Quartzo, Pampeano e Fundacep Horizonte), submetidos a cruzamentos artificiais no ano de 2013, conforme modelo dialélico completo. Em 2015, as 20 populações F2’s e os cinco genitores foram conduzidos em blocos aumentados de Federer, e os genitores dispostos em quatro repetições. Os caracteres avaliados foram: massa de grãos por planta, altura de inserção da espiga, estatura de planta, número de afilhos férteis, espaçamento entre espigueta na espiga, número de espiguetas e comprimento da espiga. Foram realizadas as análises de capacidade geral e específica de combinação, efeito recíproco materno e não-materno. O segundo experimento foi conduzido em blocos ao acaso, sob esquema de parcelas subdivididas, com três genótipos (Fundacep 52, TBIO Mestre e TBIO Itaipu), duas fontes nitrogenadas (Ureia e Nitrato de amônia) e quatro manejos de nitrogênio (I: ausência de nitrogênio, II: 100% no afilhamento, III: 50% no afilhamento e 50% no emborrachamento e VI: 33,3% no afilhamento, 33,3% no emborrachamento e 33,3% no florescimento). Os caracteres avaliados foram: massa de mil grãos, número de grãos por espiga, massa de grãos na espiga principal, rendimento de grãos, estatura de planta, número de afilhos férteis e comprimento da espiga. Foram realizadas a análise de variância conjunta e posteriormente a correlação linear de Pearson e análise de trilha individual para cada manejo de nitrogênio. O genitor Cep Horizonte apresenta elevada capacidade de combinação para massa de grãos por planta. Quartzo e Mirante maximizaram o número de espiguetas por espiga e comprimento de espiga, respectivamente, e Tbio Mestre mostrou-se promissor para redução da altura de inserção da espiga, estatura de planta e espaçamento entre espiguetas na espiga. Para os cruzamentos realizados existem combinações híbridas favoráveis para pelo menos, uma das características avaliadas com base da capacidade específica de combinação. O efeito recíproco demostra-se presente nos caracteres avaliados. O manejo nitrogenado altera as relações de causa e efeito entre os componentes de rendimento de grãos nos genótipos estudados. A adoção do manejo sem nitrogênio aplicado em cobertura (manejo I), indica a relação de causa e efeito entre o número de afilhos férteis e o rendimento de grãos do trigo. A adoção de qualquer um dos outros manejos de nitrogênio, revela que a massa de grãos da espiga principal e o número de afilhos férteis possui relação de causa e efeito com o rendimento de grãos do trigo. / The aim of this work was to evaluate the combining ability of a wheat F2 generation through a full diallel, as a criterion for selecting promising genitors, as well as to reveal the associations of cause and effect between components and grain yield as function of different nitrogen management. Two experiments were carried out in the experimental field of the Federal University of Santa Maria, Campus Frederico Westphalen. Five wheat genotypes (Tbio Mestre, Mirante, Quartzo, Pampeano e Fundacep Horizonte) were used in the first experiment, which were subjected to artificial crosses in the year of 2013, according to the full diallel model. In 2015, the twenty F2 populations and the five genitors were conducted in Federer´s augmented blocks, with genitors arranged in four repetitions. The evaluated traits were: mass of grains per plant, spike insertion height, plant height, number of fertile tillers, spikelets spacing in the spike, number of spikelets and spike length. There were performed the analyses of general and specific combining ability, maternal and non-maternal reciprocal effects. The second experiment was conducted in randomized blocks, under subdivided plots, with three genotypes (Fundacep 52, TBIO Mestre and TBIO Itaipu), two nitrogen sources (urea and ammonium nitrate) and four nitrogen managements (I: absence of nitrogen, II: 100% at tilling stage, III: 50% at tilling stage, and 50% at booting stage, VI: 33.3% at tilling, 33.3% at booting and 33.3% at flowering. The evaluated traits were: mass of a thousand grains, number of grains per spike, mass of grains in the main spike, grain yield, plant height, number of fertile tillers and spike length. It was performed the analysis of joint variance followed by Pearson´s linear correlation and individual path analysis for each nitrogen management. The genitor Cep Horizonte presents high combining ability for mass of grains per plant. Quartzo and Mirante maximized the number of spikelets per spike and spike length, respectively, and Tbio Mestre presented itself promising for reduction of spike insertion height, plant height and spikelet spacing in the spike. Regarding the crosses performed, there are favorable hybrid combinations for at least one of the evaluated traits based on the specific combining ability. The reciprocal effect is present in the evaluated traits. Nitrogen management alters the relation of cause and effect among grain yield and its components. The adoption of no nitrogen on topdressing (management I) indicates the cause and effect relationship between number of fertile tillers and grain yield of wheat. The adoption of any other nitrogen managements reveals that mass of grains in the main spike and number of fertile tillers present cause and effect relationship with grain yield.

<p>Najznačajniji ograničavajući činilac proizvodnje svih biljnih vrsta je nedostatak dovoljnih količina vode. Dobijanje novih genotipova sa povećanom tolerantno&scaron;ću prema nedostatku vode bi doveo do stabilnijih prinosa i u nepovoljnim uslovima, ali oplemenjivanje prema ovom abiotičkom faktoru je jo&scaron; uvek dugotrajno i iziskuje značajna finansijska sredstva. Do sada je bilo veoma malo istraživanja o uticaju nedostatka vode na &scaron;ećernu repi koristeći morfolo&scaron;ke i fiziolo&scaron;ke pokazatelje i kod roditeljskih linija i njihovih hibridnih kombinacija. Zbog toga, potraga za jednostavnim i brzim metodama za opis oplemenjivačkog materijala u odnosu na nedostatak vode igra važnu ulogu u programima oplemenjivanja.<br />Cilj istraživanja je bio da se u uslovima vodnog deficita ispitaju: razlike između roditeljskih linija i njihovih hibrida za 10 odabranih svojstava (masa svežeg korena, masa suvog korena, broj listova, masa liske po biljci, masa lisne dr&scaron;ke po biljci, gustina stoma, difuzni otpor stoma, sadržaj prolina, relativni sadržaj vode u listovima i specifična masa lista), kombinacione sposobnosti linija, međusobna povezanost između svojstava, kao i koja od ispitivanih svojstava bi se mogla koristiti kao pouzdan pokazatelj prema nedostatku vode.<br />Za materijal su odabrane: 4 jednoklične fertilne inbred linije &scaron;ećerne repe različite tolerantnosti prema venjenju u poljskim uslovima (linije 3, 4, 5 i 6), 2 monogermna citoplazmatski mu&scaron;ko sterilna testera ( linija 1 i 2 ) i njihovih 8 hibrida (3x1, 3x2, 4x1, 4x2, 5x1, 5x2, 6x1 i 6x2). Biljke su gajene u stakleniku, a primenjena su tri tretmana zalivanja i to: 30% od izmerene dnevne potro&scaron;nje vode (DPV), 60% od DPV i kontrola (100% od DPV).<br />Najmanja masa svežeg korena (jedna godina istraživanja) je zabeležena kod linija 3 i 4 (u polju ocenjene kao osetljive na nedostatak vode). Masa korena linija i hibrida kao jedno od najvažnijih svojstava u oplemenjivanju je bila u pozitivnoj korelaciji sa masom liske i masom lisne dr&scaron;ke u kontroli kao i u tretmanima. Masa liske osetljivih linija 3 i 4 je u jednoj godini bila najmanja u kontroli (100% DPV) i 60% DPV, a u uslovima najvećeg nedostatka vode skoro da nije bilo razlika između linija, kao ni&nbsp;između hibrida. Veći sadržaj prolina i veća specifična lisna masa se ne mogu koristiti kao pogodna svojstva za veću tolerantnost &scaron;ećerne repe prema nedostatku vode. Primenom PCA analize jasno su se izdvojile linije 3 i 4, koje su u poljskim uslovima ocenjene da su osetljive na nedostatak vode. Prema klaster analizi može se reći da su sa svojstvima korena najvi&scaron;e povezana: masa liske, masa lisne dr&scaron;ke, broj listova i RWC. Tako da su ova svojstva od većeg značaja za oplemenjivanje &scaron;ećerne repe u uslovima dobro obezbeđenih vodom kao i u uslovima sa smanjenim količinama vode. Svojstva koja su bila u najslabijoj vezi sa korenom &scaron;ećerne repe su: gustina stoma, difuzni otpor stoma, specifična masa listova i sadržaj prolina.</p> / <p>The most limiting factor for production of all plant species is the lack of appropriate amount of water. Breeding of new genotypes with increased tolerance to the water stress would lead to more stable yields under dry conditions. Breeding for this abiotic factor is time-consuming and requires significant financial resources. There have been very few researches of the impact of water stress in the sugar beet using morphological and physiological parameters in the parent lines and their hybrid combinations. Therefore, the search for simple and rapid methods for the description of breeding materials in relation to water stress, play an important role in breeding programs.<br />The aim of this research was to examine the differences between parental lines and their hybrids under water deficit for 10 selected traits: (fresh root weight, dry rootweight, number of leaves, lamina weight per plant, petiole weight per plant, stomatal density, stomatal diffusive resistance, proline content, relative water content in leaves and specific leaf weight). The aim of this research was also to test combining ability of lines, correlation between the traits and which trait could be used as a reliable parameter in water stress conditions.<br />As plant material were used: 4 monogerm fertile sugar beet inbred lines with different tolerance to leaf wilting in field conditions (lines 3, 4, 5 and 6), 2 monogerm cytoplasmic male sterile testers (lines 1 and 2) and their hybrids 8 (3x1, 3x2 , 4x1, 4x2, 5x1, 5x2, 6x1 and 6x2). Plants were grown in a greenhouse, and there were applied two treatments of irrigations: 30% of the daily water need (DWN), 60% of the DWN and control (100% of DWN).<br />Line 3 and 4 (in the field marked as sensitive to water stress) had a lowest fresh root weight. Root weight as one of the most important trait in breeding was positively correlated with the lamina weight and petiole weigh in the control and in the treatments. Lines 3 and 4 had lowest lamina weight in the control (100% DWN) and 60% of DWN. The higher content of proline and higher specific leaf weight cannot be&nbsp;used as a suitable trait for higher tolerance to water stress. Lines 3 and 4 were separeted by PCA analysis from other genotypes. These lines were marked as sensitive to water stress in field conditions. According to cluster analysis, the root traits were the most correlated with lamina weight, petiole weight, number of leaves and RWC. These traits are significant for sugar beet breeding in well water and dry water conditions. Stomatal density, stomatal diffusive resistance, specific leaf weight and proline content were in the lowest correlation with root traits.</p>

Na cultura da soja, a ocorrência de doenças fúngicas como o mofo branco e a ferrugem asiática, tem reduzido a produtividade de grãos significativamente nos últimos anos. Esta pesquisa objetivou: a) avaliar o potencial de cruzamentos de soja para a obtenção de progênies com boas características agronômicas, com ênfase em produtividade, resistência ao mofo branco e tolerância à ferrugem; b) avaliar a reação ao fungo causador do mofo branco nos genótipos estudados e c) avaliar a tolerância à ferrugem em gerações precoces por meio da estimação do efeito ferrugem. O material genético foi oriundo de um dialelo parcial, com 50 cruzamentos, entre o grupo I (dez genitores representados por linhagens experimentais (USP) com alta produtividade de grãos) e o grupo II (cinco genitores - com indicações na literatura de possível resistência ao mofo branco). Em 2012/13, dois experimentos foram conduzidos, sendo o primeiro com os 50 cruzamentos (geração F2) e três testemunhas comuns e o segundo envolvendo os 15 genitores e as mesmas três testemunhas. Em 2013/14 e 2014/15, a fim de se estimar o efeito ferrugem (nível de tolerância) por meio da diferença (perda) entre as médias de produtividade de grãos (PG) e tamanho das sementes (peso de cem sementes ou PCS), os experimentos com os cruzamentos (gerações F3 e F4) e os genitores foram esquematizados em quatro experimentos (dois manejos para cruzamentos e dois manejos para genitores): manejo O&P, com aplicações de fungicidas para o controle da ferrugem e outras doenças fúngicas; manejo D, com aplicações de fungicida para controle de doenças fúngicas, exceto a ferrugem. Separadamente, dez plantas F4 de cada cruzamento e os genitores foram avaliados quanto à reação ao mofo branco utilizando o método da inoculação de folhas destacadas, a fim de se estimar a área abaixo da curva de progresso da doença. De modo geral, para todas as gerações avaliadas foi observada superioridade de 2,2% para PG dos cruzamentos em relação aos genitores. As perdas médias dos genótipos na presença da ferrugem foram 2,1% e 5,5% para PG e PCS, respectivamente. Considerando a PG, a resistência ao mofo branco e a tolerância à ferrugem, os cinco melhores cruzamentos foram: 111 (USP70.006 x MSOY6101), 131 (USP70.080 x MSOY6101), 133 (USP70.080 x A4725RG), 113 (USP70.006 x A4725RG) e 126 (USP 70.057 x MSOY 6101). Os melhores genitores foram A4725RG e USP70.080. Como padrões de resistência ao mofo branco foram identificados os cruzamentos 142 (USP70.109 x PI153.282) e 111 (USP70.006 x MSOY6101) e os genitores MSOY6101 e Caiapônia; e de suscetibilidade, os cruzamentos 114 (USP70.006 x EMGOPA313) e 135 (USP70.080 x Caiapônia) e os genitores USP14-01-20 e USP70.004. Além disso, as seguintes conclusões foram obtidas: a) as análises dialélicas foram eficazes em identificar populações F2 de maior potencial de ganho genético na seleção; b) a estratégia de se usar diferentes tipos de fungicidas mostrou-se eficiente para estimar a reação das plantas à ferrugem, em termos de PG e PCS; c) a metodologia da folha destacada foi útil em diferenciar os genótipos quanto à resistência das plantas ao mofo branco. / In soybean, the occurrence of fungal diseases such as white mold and Asian rust has reduced seed yield significantly over the past years. This work aimed to: a) assess the potential of soybean crosses to obtain progenies with good agronomic traits, with emphasis on seed yield, white mold resistance and tolerance to rust; b) assess the reaction of genotypes to Sclerotinia sclerotiorum, fungus that cause white mold; c) assess tolerance to rust in early generations through methods of estimation of the rust effect. The genetic material was derived from a partial diallel with 50 crosses between the group I (ten parents - experimental lines, USP, with high seed yield), and group II (five parents - with evidences from the literature of certain resistance to white mold). In 2012/13, two experiments were conducted, the first with 50 crosses (F2) and three common checks; and, the second one involving the 15 parents and the same three checks. In the 2013/14 and 2014/15, in order to estimate the rust effect (tolerance level) by the difference (loss) between the seed yield (PG) and one hundred-seed weight (PCS), experiments with crosses (F3 and F4 generations) and parents were designed in four experiments (two disease managements to crosses and two disease managements to parents); management O&P, with applications of fungicides to control rust and other fungal diseases; management D, with applications of one fungicide for controlling the late season leaf diseases, except rust. Separately, ten F4 plants of each cross and the parents were evaluated for resistance to white mold using the method of inoculation in detached leaves in order to estimate the area under the disease progress curve. In general, for all evaluated generations it was observed superiority of 2,2% in the PG of the crosses, related to the parents. The average loss of PG was 2,1% on the genotypes under study in the presence of rust and the average loss in seed size was 5,5%. Considering the resistance to white mold, tolerance rust and high means of PG, the five best crosses were: 111 (USP 70.006 x MSOY6101), 131 (USP 70.080 x MSOY6101), 133 (USP 70 .080 x A4725RG), 113 (USP 70.006 x A4725RG) and 126 (USP 70.057 x MSOY 6101). The best parents were A4725RG and USP 70.080. As resistance standards to white mold were identified the crosses 142 (USP 70.109 x PI 153282) and 111 (USP 70.006 x MSOY6101) and the parents MSOY6101 and Caiapônia; Susceptibility standards were the crosses 114 (USP 70.006 x EMGOPA 313) and 135 (USP 70.080 x Caiapônia) and the parents USP14-01-20 and USP 70.004. In addition, the following conclusions were obtained a) the diallel analyzes were effective in identifying F2 populations with higher potential for selection gain; b) the strategy of using different managements of fungicides was efficient to estimate the response of plants to rust in terms of PG and PCS; c) the methodology of detached leaf was useful in differentiating the genotypes for resistance to white mold.

Modelos para aprendizado não supervisionado podem fornecer restrições complementares úteis para melhorar a capacidade de generalização de classificadores. Baseando-se nessa premissa, um algoritmo existente, denominado de C3E (Consensus between Classification and Clustering Ensembles), recebe como entradas estimativas de distribuições de probabilidades de classes para objetos de um conjunto alvo, bem como uma matriz de similaridades entre esses objetos. Tal matriz é tipicamente construída por agregadores de agrupadores de dados, enquanto que as distribuições de probabilidades de classes são obtidas por um agregador de classificadores induzidos por um conjunto de treinamento. Como resultado, o C3E fornece estimativas refinadas das distribuições de probabilidades de classes como uma forma de consenso entre classificadores e agrupadores. A ideia subjacente é de que objetos similares são mais propensos a compartilharem o mesmo rótulo de classe. Nesta tese, uma versão mais simples do algoritmo C3E, baseada em uma função de perda quadrática (C3E-SL), foi investigada em uma abordagem que permitiu a estimação automática (a partir dos dados) de seus parâmetros críticos. Tal abordagem faz uso de um nova estratégia evolutiva concebida especialmente para tornar o C3E-SL mais prático e flexível, abrindo caminho para que variantes do algoritmo pudessem ser desenvolvidas. Em particular, para lidar com a escassez de dados rotulados, um novo algoritmo que realiza aprendizado semissupervisionado foi proposto. Seu mecanismo explora estruturas intrínsecas dos dados a partir do C3E-SL em um procedimento de autotreinamento (self-training). Esta noção também inspirou a concepção de um outro algoritmo baseado em aprendizado ativo (active learning), o qual é capaz de se autoadaptar para aprender novas classes que possam surgir durante a predição de novos dados. Uma extensa análise experimental, focada em problemas do mundo real, mostrou que os algoritmos propostos são bastante úteis e promissores. A combinação de classificadores e agrupadores resultou em modelos de classificação com grande potencial prático e que são menos dependentes do usuário ou do especialista de domínio. Os resultados alcançados foram tipicamente melhores em comparação com os obtidos por classificadores tradicionalmente usados. / Unsupervised learning models can provide a variety of supplementary constraints to improve the generalization capability of classifiers. Based on this assumption, an existing algorithm, named C3E (from Consensus between Classification and Clustering Ensembles), receives as inputs class probability distribution estimates for objects in a target set as well as a similarity matrix. Such a similarity matrix is typically built from clusterers induced on the target set, whereas the class probability distributions are obtained by an ensemble of classifiers induced from a training set. As a result, C3E provides refined estimates of the class probability distributions, from the consensus between classifiers and clusterers. The underlying idea is that similar new objects in the target set are more likely to share the same class label. In this thesis, a simpler version of the C3E algorithm, based on a Squared Loss function (C3E-SL), was investigated from an approach that enables the automatic estimation (from data) of its critical parameters. This approach uses a new evolutionary strategy designed to make C3E-SL more practical and flexible, making room for the development of variants of the algorithm. To address the scarcity of labeled data, a new algorithm that performs semi-supervised learning was proposed. Its mechanism exploits the intrinsic structure of the data by using the C3E-SL algorithm in a self-training procedure. Such a notion inspired the development of another algorithm based on active learning, which is able to self-adapt to learn new classes that may emerge when classifying new data. An extensive experimental analysis, focused on real-world problems, showed that the proposed algorithms are quite useful and promising. The combination of supervised and unsupervised learning yielded classifiers of great practical value and that are less dependent on user-defined parameters. The achieved results were typically better than those obtained by traditional classifiers.

Dans le cadre des applications sans fil à 60GHz, l’amplificateur de puissance reste un des composants les plus compliqués à implémenter en technologie CMOS. Des modulations à enveloppe non constante obligent à concevoir des circuits hautement linéaires, conduisant à une consommation statique importante. La recherche de topologies et de techniques de linéarisation viables aux fréquences millimétriques fait l’objet de cette thèse. Dans un premier temps, un état de l’art des différents amplificateurs de puissance à 60GHz est dressé, afin d’en extraire l’ensemble des verrous technologiques limitant leurs performances. Suite à l’analyse des phénomènes physiques impactant les composants passifs, plusieurs structures d’amplificateurs élémentaires sont conçues dans les technologies 65nm et 28nm Bulk. Les topologies les plus pertinentes sont déduites de cette étude. Enfin, deux amplificateurs intégrant des techniques de combinaison de puissance et de linéarisation sont implémentés dans les technologies 65nm et 28nm FD-SOI. Ces deux circuits présentent les plus hauts facteurs de mérite ITRS publiés à ce jour. Le circuit en 28nm FD-SOI atteint en outre le meilleur compromis linéarité/consommation de l’état de l’art. / The CMOS 60GHz power amplifier (PA) remains one of the most design-challenging components. Indeed, a high linearity associated with a large back-off range are required due to complex modulated signals.In this context, this work focuses on the design of architectures and linearization techniques which are usable at millimeter-wave frequencies. First, a CMOS PA state of the art is presented to define all bottlenecks. Then, the physical phenomena impacting on passive device performances are described. Elementary PAs are implemented in CMOS 65nm and 28nm Bulk and the most suitable topologies are selected. Finally, two highly linear circuits are designed in 65nm Bulk and 28nm FD-SOI. They achieve the highest ITRS figures of merit reported to this day. In addition, the 28nm FD-SOI PA exhibits the best linearity/consumption tradeoff.