Orientador: Inacio M. Dal Fabbro / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos e Agricola / Made available in DSpace on 2018-07-19T05:41:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CasaoJunior_Ruy_M.pdf: 2042761 bytes, checksum: c7a1960b62d34c3cc6fb15bdf94402c2 (MD5) Previous issue date: 1984 / Mestrado / Agua e Solo / Mestre em Engenharia Agrícola

O presente trabalho, conduzido na Unidade de Produção da Sementes Agroceres S/A, em Bandeirantes-PR, e no Laboratório de Análise de Sementes do Departamento de Agricultura da Escola Superior de Agricultura"Luiz de Queiroz", da Universidade de São Paulo, teve como objetivo verificar os efeitos da seleção de espigas e da debulha das sementes de milho sobre a qualidade física e fisiológica das mesmas e o seu valor para a semeadura. Foram utilizadas sementes de quatro campos de produção de sementes fiscalizadas de híbridos duplos da safra 85/86. Das espigas amontoadas no campo, foram amostradas e submetidas às debulhas manuais e mecânicas, com debulhador estacionário acoplado ao trator e da Unidade de Beneficiamento de Sementes da Companhia Produtora, realizadas com e sem as seleções de espigas. As sementes foram tratadas com inseticidas e fungicida, embaladas em sacos de papel e armazenadas em condições normais de ambiente. As avaliações de laboratório, foram efetuadas em duas épocas, no início do armazenamento e na época recomendada para a semeadura em são Paulo, constando de determinações do grau de umidade, sementes infestadas, germinação, primeira contagem de germinação, envelhecimento rápido, teste de frio e condutividade elétrica. As análises dos dados e a interpretação dos resultados permitiram concluir que: as sementes provenientes da debulha realizada mecanicamente no campo apresentaram maior incidência de danos mecânicos; a seleção das espigas com palha, realizada no campo com base nas características de empalhamento, conformação e sanidade, não foi eficiente para reduzir a infestação por insetos e nem na melhoria da qualidade fisiológica das sementes; a germinação e o vigor das sementes provenientes do método de despalhamento manual, com seleção de espigas e debulha na U.B.S. (processo tradicional na Unidade de Produção) não diferiram das sementes resultantes do método da seleção de espigas, com despalhamento e debulha manuais e se apresentaram, de maneira geral, superiores aos das sementes provenientes do método da colheita manual, sem seleção de espigas e debulha mecânica no campo (processo utilizado pelos cooperantes). / This work aimed to verify the effects of selection and thrash of corn seeds, on this physic and physiologic quality and their value to the sowing. The experiment was conduced at the Unity of Production,"Sementes Agroceres S/A", in Bandeirantes, State of Paraná, and at the Laboratory of Seed Analysis, Department of Agriculture,"Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz", University of São Paulo, in Piracicaba, State of São Paulo, Brazi1. Seeds from four field of the fisca1ized seed production by double hybrid, grown in the 1985/86 cropping seasons were sampled and thrashed (handy and mechanica11y), aided by a sti11 thrasher coupleted at a farm tractor and the Unity of Seeds Improvement of Producer Company, rea1ized with and without a selection of ears. The seeds were treated with insecticides and fungicide, packed in the paper bags and stored under environmental conditions. The evaluations done at the beginning of storage and the sowing date indicated to the State of São Paulo, consisted of a moistness rate, seeds infestation, germination test, first count of germination test, rapid aging, cold test and electrical conductivity. Analysis of datas and interpretation of results obtained, provided the followings conclusions: seeds deriving from the mechanical thrash at open field, showed higher occurrence of mechanical damage; the selection of ears with corn consummated at the field, basied on the husk cover husk cover characteristics, conformity and health condition, were not efficient to reduction of insect infestation and neither to improve the physiologic quality of seeds; germination and vigour of seeds deriving from the unhuskment handy method, with selection of ears and thrash at the Unity of Seeds Improvement (a usual process into the Unity of Seed Production), not showed differences with regard, to the seeds deriving from the se- lection of ears method, with handy unhuskment and thrash, however, were higher to the seeds deriving from the handy harvest method, without selection of ears and with mechanical thrash at field (a process used by the agriculturists cooperators).

O presente trabalho, conduzido na Unidade de Produção da Sementes Agroceres S/A, em Bandeirantes-PR, e no Laboratório de Análise de Sementes do Departamento de Agricultura da Escola Superior de Agricultura"Luiz de Queiroz”, da Universidade de São Paulo, teve como objetivo verificar os efeitos da seleção de espigas e da debulha das sementes de milho sobre a qualidade física e fisiológica das mesmas e o seu valor para a semeadura. Foram utilizadas sementes de quatro campos de produção de sementes fiscalizadas de híbridos duplos da safra 85/86. Das espigas amontoadas no campo, foram amostradas e submetidas às debulhas manuais e mecânicas, com debulhador estacionário acoplado ao trator e da Unidade de Beneficiamento de Sementes da Companhia Produtora, realizadas com e sem as seleções de espigas. As sementes foram tratadas com inseticidas e fungicida, embaladas em sacos de papel e armazenadas em condições normais de ambiente. As avaliações de laboratório, foram efetuadas em duas épocas, no início do armazenamento e na época recomendada para a semeadura em são Paulo, constando de determinações do grau de umidade, sementes infestadas, germinação, primeira contagem de germinação, envelhecimento rápido, teste de frio e condutividade elétrica. As análises dos dados e a interpretação dos resultados permitiram concluir que: as sementes provenientes da debulha realizada mecanicamente no campo apresentaram maior incidência de danos mecânicos; a seleção das espigas com palha, realizada no campo com base nas características de empalhamento, conformação e sanidade, não foi eficiente para reduzir a infestação por insetos e nem na melhoria da qualidade fisiológica das sementes; a germinação e o vigor das sementes provenientes do método de despalhamento manual, com seleção de espigas e debulha na U.B.S. (processo tradicional na Unidade de Produção) não diferiram das sementes resultantes do método da seleção de espigas, com despalhamento e debulha manuais e se apresentaram, de maneira geral, superiores aos das sementes provenientes do método da colheita manual, sem seleção de espigas e debulha mecânica no campo (processo utilizado pelos cooperantes). / This work aimed to verify the effects of selection and thrash of corn seeds, on this physic and physiologic quality and their value to the sowing. The experiment was conduced at the Unity of Production,"Sementes Agroceres S/A", in Bandeirantes, State of Paraná, and at the Laboratory of Seed Analysis, Department of Agriculture,"Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz", University of São Paulo, in Piracicaba, State of São Paulo, Brazi1. Seeds from four field of the fisca1ized seed production by double hybrid, grown in the 1985/86 cropping seasons were sampled and thrashed (handy and mechanica11y), aided by a sti11 thrasher coupleted at a farm tractor and the Unity of Seeds Improvement of Producer Company, rea1ized with and without a selection of ears. The seeds were treated with insecticides and fungicide, packed in the paper bags and stored under environmental conditions. The evaluations done at the beginning of storage and the sowing date indicated to the State of São Paulo, consisted of a moistness rate, seeds infestation, germination test, first count of germination test, rapid aging, cold test and electrical conductivity. Analysis of datas and interpretation of results obtained, provided the followings conclusions: seeds deriving from the mechanical thrash at open field, showed higher occurrence of mechanical damage; the selection of ears with corn consummated at the field, basied on the husk cover husk cover characteristics, conformity and health condition, were not efficient to reduction of insect infestation and neither to improve the physiologic quality of seeds; germination and vigour of seeds deriving from the unhuskment handy method, with selection of ears and thrash at the Unity of Seeds Improvement (a usual process into the Unity of Seed Production), not showed differences with regard, to the seeds deriving from the se- lection of ears method, with handy unhuskment and thrash, however, were higher to the seeds deriving from the handy harvest method, without selection of ears and with mechanical thrash at field (a process used by the agriculturists cooperators).

O arroz vermelho é considerado daninho principalmente devido às características de degrane e dormência das sementes, que contribuem para a perpetuação desta espécie na lavoura de arroz. A melhor compreensão destes mecanismos poderá ser utilizada para desenvolver tecnologias que proporcionam o controle desta planta daninha. O objetivo desta dissertação foi avaliar a expressão gênica e variação nucleotídica de genes relacionados ao degrane e dormência em sementes de arroz vermelho. O estudo foi realizado com a espécie silvestre O. glaberrima, cultivares de arroz e ecótipos de arroz vermelho provindos do sul do Brasil. A caracterização fenotípica mostrou que os ecótipos de arroz vermelho apresentam alto nível de degrane em comparação com cultivares de arroz, que possuem pouca variabilidade desta característica. Já a dormência das sementes apresentou grande variabilidade nos ecótipos de arroz vermelho e mostrou-se reduzida nas cultivares de arroz analisadas. A expressão do gene OsXTH8 teve relação direta com o caráter degrane. De forma contrária, a expressão do gene OsCel9D foi relacionada com a repressão deste caráter nos genótipos avaliados. O gene Sh4 não apresentou relação com o processo de degrane. Os genótipos Batatais, Nipponbare, AV 503 e O. glaberrima não apresentaram a mutação G237T no gene Sh4, indicando que este gene não possui envolvimento com o processo de domesticação dos genótipos avaliados. Com relação à dormência das sementes, a expressão do gene OsCYP707A5 não foi associada com essa característica em nenhum dos momentos avaliados. Aos 14 dias após a antese e em sementes maduras, os genes Sdr4 e OsMADS29 apresentam, respectivamente, relação positiva e negativa com a dormência das sementes de arroz vermelho. Durante o processo de germinação das sementes a expressão do gene OsMADS29 apresentou efeito negativo, enquanto que o gene Sdr4 mostrou relação positiva com o caráter dormência. Desta forma, os resultados encontrados sobre a dormência de sementes de arroz vermelho em comparação aos dados descritos na literatura para arroz cultivado são diferentes para o gene OsCYP707A5 e são similares para os genes Sdr4 e OsMADS29. O gene Sh4 não está associado ao degrane de sementes em arroz vermelho, contrariamente ao indicado em arroz cultivado. Os genes OsXTH8 e OsCel9D, até então pouco relacionados ao degrane de sementes, estão associados à ocorrência desta característica em arroz vermelho. / Red rice is the most important weed of the rice crop due to the occurrence of of seed shattering and seed dormancy. The better understanding of regulation of these process can be used to develop biotechnological and management technologies to mitigate the red rice infestation in rice fields. The aim of this study was to evaluate the variability of gene expression and nucleotide composition of genes related to seed shattering and seed dormancy in red rice. The study was based on red rice ecotypes, O. glaberrima and rice varieties from southern Brazil. The seed shattering of the red rice ecotypes was higher in comparison with the rice varieties, that have little variability of this trait. In contrast, seed dormancy had great variability in red rice ecotypes and this was reduced in the rice varieties. The expression of the gene OsXTH8 was directly associated with the seed shattering. Otherwise, the OsCel9D expression was related with the suppression of this characteristic. The gene Sh4 was not associated with the seed shattering. The genotypes Batatais, Nipponbare, AV 503 and O. Glaberrima didn’t show the G237T mutation in exon one of the gene Sh4, indicating that this gene has no involvement with the process of domestication of analyzed genotypes. In respect to seed dormancy, the gene expression of OsCYP707A5 was not related with this trait in any of the seed development and germination evaluated stages. At 14 days after anthesis and in mature seeds the genes OsMADS29 and Sdr4 were, respectively, positive and negative related with seed dormancy. During seeds germination, the gene Sdr4 had a positive effect on seed dormancy of red rice, and OsMADS29 gene had negative relationship with that character. During the seed germination the genes OsCYP707A5, OsMADS29 and Sdr4 were not associated, negative and positively related with seed dormancy of red rice. The seed dormancy in red rice in comparison to the described results for cultivated rice is differently related for the OsCYP707A5 gene, and is similarly associated for the genes Sdr4 and OsMADS29. In opposition with what was found in cultivated rice, the Sh4 gene is not associated with seed abscission process in red rice. The OsXTH8 and OsCel9D genes, not previously associated with seed shattering in rice cultivars, are associated with these trait in red rice.

O degrane é uma das principais características que tornam o arroz vermelho daninho. A compreensão da regulação do degrane em arroz vermelho permitirá o desenvolvimento de procedimentos de biotecnologia que reduzam os problemas causados por esta planta daninha. O objetivo geral deste trabalho foi determinar a variabilidade e a regulação gênica do degrane de sementes em arroz vermelho. Os objetivos específicos foram i) caracterizar fenotipicamente o degrane das sementes em cultivares de arroz, genótipos de arroz silvestre, e ecótipos de arroz vermelho; ii) caracterizar a expressão dos genes conhecidos relacionados ao degrane em populações contrastantes; iii) analisar a variabilidade nucleotídica de genes relacionados direta e indiretamente ao degrane nestas populações; iv) identificar novas sequências gênicas expressas diferencialmente em ecótipos com diferentes níveis de degrane. Os genótipos avaliados apresentaram elevada variabilidade do degrane que variou de 20 a 270 gf. O gene qSH1 comumente relacionado com o degrane não possui efeito nos genótipos avaliados. A expressão relativa dos genes OsCPL1 e OsXTH8 apresentou uma relação direta com o nível de degrane. Já a expressão relativa do gene OsCel9D apresentou uma relação inversa aos níveis de degrane. A variabilidade nucleotídica do gene Os08g0512400 a 1271 bases upstream mostrou que os genótipos com o nucleotídeo T possuem em geral elevado degrane, enquanto que os genótipos com o nucleotídeo A apresentam baixo degrane. Além disso, a variação nucleotídica do exon 5 do gene Os01g0849100 apresentou dois SNPs, nas posições 2981 e 3057, que estão relacionados ao degrane. A metodologia SSH identificou 154 clones diferencialmente expressos que podem estar relacionados ao degrane em arroz. Destes clones, 61% apresentam funções conhecidas relacionadas ao processamento e armazenamento da informação, sinalização, processos celulares e metabolismo. Além de genes conhecidos como OsCPL1, os genes OsXTH8, OsCel9D, Os08g0512400 e Os01g0849100 também estão relacionados ao degrane de sementes em arroz. / Seed shattering is one of the main traits that make the red rice a weed. Better understanding of seed shattering regulation in red rice can be used to develop biotechnological procedures to reduce the problems of this weed. The main objective of this study was to determine the variability and genetic regulation of seed shattering in red rice. The specific objectives were i) to characterize the seed shattering in rice cultivars, wild rice and red rice ecotypes; ii) to characterize the expression of known genes related to seed shattering in contrasting rice genotypes; iii) to analyze the nucleotide variability of genes directly and indirectly related to seed shattering in these genotypes, and iv) identify new gene sequences differentially expressed in ecotypes with different levels of seed shattering. The evaluated genotypes presented large variability of seed shattering, which ranged from 20 to 270 gf. The gene qSH1, commonly related to seed shattering had no effect on the evaluated genotypes. The expression of the genes OsCPL1 and OsXTH8 was directly related with seed shattering. Otherwise, the expression of the gene OsCel9D was inversely related with seed shattering. The gene Os08g0512400 was polymorphic at 1271 bases upstream, where, in general, the genotypes with the T nucleotide had high seed shattering, and with the A nucleotide had low seed shattering. In addition, the exon 5 of the gene Os01g0849100 presented two SNPs at positions 2981 and 3057, which may be related to seed shattering. The SSH study identified 154 clones genes differentially expressed that may be related to seed shattering. The sequencing and analysis of these clones indicated that 61% of then have known functions related to processing and storage of information, signaling, cellular processes and metabolism. The variability of seed shattering in red rice is related with several genes. In addition to the know gene OsCPL1, the genes OsXTH8, OsCel9D, Os08g0512400 and Os01g0849100 are also related to seed shattering in rice.

O degrane é uma das principais características que tornam o arroz vermelho daninho. A compreensão da regulação do degrane em arroz vermelho permitirá o desenvolvimento de procedimentos de biotecnologia que reduzam os problemas causados por esta planta daninha. O objetivo geral deste trabalho foi determinar a variabilidade e a regulação gênica do degrane de sementes em arroz vermelho. Os objetivos específicos foram i) caracterizar fenotipicamente o degrane das sementes em cultivares de arroz, genótipos de arroz silvestre, e ecótipos de arroz vermelho; ii) caracterizar a expressão dos genes conhecidos relacionados ao degrane em populações contrastantes; iii) analisar a variabilidade nucleotídica de genes relacionados direta e indiretamente ao degrane nestas populações; iv) identificar novas sequências gênicas expressas diferencialmente em ecótipos com diferentes níveis de degrane. Os genótipos avaliados apresentaram elevada variabilidade do degrane que variou de 20 a 270 gf. O gene qSH1 comumente relacionado com o degrane não possui efeito nos genótipos avaliados. A expressão relativa dos genes OsCPL1 e OsXTH8 apresentou uma relação direta com o nível de degrane. Já a expressão relativa do gene OsCel9D apresentou uma relação inversa aos níveis de degrane. A variabilidade nucleotídica do gene Os08g0512400 a 1271 bases upstream mostrou que os genótipos com o nucleotídeo T possuem em geral elevado degrane, enquanto que os genótipos com o nucleotídeo A apresentam baixo degrane. Além disso, a variação nucleotídica do exon 5 do gene Os01g0849100 apresentou dois SNPs, nas posições 2981 e 3057, que estão relacionados ao degrane. A metodologia SSH identificou 154 clones diferencialmente expressos que podem estar relacionados ao degrane em arroz. Destes clones, 61% apresentam funções conhecidas relacionadas ao processamento e armazenamento da informação, sinalização, processos celulares e metabolismo. Além de genes conhecidos como OsCPL1, os genes OsXTH8, OsCel9D, Os08g0512400 e Os01g0849100 também estão relacionados ao degrane de sementes em arroz. / Seed shattering is one of the main traits that make the red rice a weed. Better understanding of seed shattering regulation in red rice can be used to develop biotechnological procedures to reduce the problems of this weed. The main objective of this study was to determine the variability and genetic regulation of seed shattering in red rice. The specific objectives were i) to characterize the seed shattering in rice cultivars, wild rice and red rice ecotypes; ii) to characterize the expression of known genes related to seed shattering in contrasting rice genotypes; iii) to analyze the nucleotide variability of genes directly and indirectly related to seed shattering in these genotypes, and iv) identify new gene sequences differentially expressed in ecotypes with different levels of seed shattering. The evaluated genotypes presented large variability of seed shattering, which ranged from 20 to 270 gf. The gene qSH1, commonly related to seed shattering had no effect on the evaluated genotypes. The expression of the genes OsCPL1 and OsXTH8 was directly related with seed shattering. Otherwise, the expression of the gene OsCel9D was inversely related with seed shattering. The gene Os08g0512400 was polymorphic at 1271 bases upstream, where, in general, the genotypes with the T nucleotide had high seed shattering, and with the A nucleotide had low seed shattering. In addition, the exon 5 of the gene Os01g0849100 presented two SNPs at positions 2981 and 3057, which may be related to seed shattering. The SSH study identified 154 clones genes differentially expressed that may be related to seed shattering. The sequencing and analysis of these clones indicated that 61% of then have known functions related to processing and storage of information, signaling, cellular processes and metabolism. The variability of seed shattering in red rice is related with several genes. In addition to the know gene OsCPL1, the genes OsXTH8, OsCel9D, Os08g0512400 and Os01g0849100 are also related to seed shattering in rice.

O arroz vermelho é considerado daninho principalmente devido às características de degrane e dormência das sementes, que contribuem para a perpetuação desta espécie na lavoura de arroz. A melhor compreensão destes mecanismos poderá ser utilizada para desenvolver tecnologias que proporcionam o controle desta planta daninha. O objetivo desta dissertação foi avaliar a expressão gênica e variação nucleotídica de genes relacionados ao degrane e dormência em sementes de arroz vermelho. O estudo foi realizado com a espécie silvestre O. glaberrima, cultivares de arroz e ecótipos de arroz vermelho provindos do sul do Brasil. A caracterização fenotípica mostrou que os ecótipos de arroz vermelho apresentam alto nível de degrane em comparação com cultivares de arroz, que possuem pouca variabilidade desta característica. Já a dormência das sementes apresentou grande variabilidade nos ecótipos de arroz vermelho e mostrou-se reduzida nas cultivares de arroz analisadas. A expressão do gene OsXTH8 teve relação direta com o caráter degrane. De forma contrária, a expressão do gene OsCel9D foi relacionada com a repressão deste caráter nos genótipos avaliados. O gene Sh4 não apresentou relação com o processo de degrane. Os genótipos Batatais, Nipponbare, AV 503 e O. glaberrima não apresentaram a mutação G237T no gene Sh4, indicando que este gene não possui envolvimento com o processo de domesticação dos genótipos avaliados. Com relação à dormência das sementes, a expressão do gene OsCYP707A5 não foi associada com essa característica em nenhum dos momentos avaliados. Aos 14 dias após a antese e em sementes maduras, os genes Sdr4 e OsMADS29 apresentam, respectivamente, relação positiva e negativa com a dormência das sementes de arroz vermelho. Durante o processo de germinação das sementes a expressão do gene OsMADS29 apresentou efeito negativo, enquanto que o gene Sdr4 mostrou relação positiva com o caráter dormência. Desta forma, os resultados encontrados sobre a dormência de sementes de arroz vermelho em comparação aos dados descritos na literatura para arroz cultivado são diferentes para o gene OsCYP707A5 e são similares para os genes Sdr4 e OsMADS29. O gene Sh4 não está associado ao degrane de sementes em arroz vermelho, contrariamente ao indicado em arroz cultivado. Os genes OsXTH8 e OsCel9D, até então pouco relacionados ao degrane de sementes, estão associados à ocorrência desta característica em arroz vermelho. / Red rice is the most important weed of the rice crop due to the occurrence of of seed shattering and seed dormancy. The better understanding of regulation of these process can be used to develop biotechnological and management technologies to mitigate the red rice infestation in rice fields. The aim of this study was to evaluate the variability of gene expression and nucleotide composition of genes related to seed shattering and seed dormancy in red rice. The study was based on red rice ecotypes, O. glaberrima and rice varieties from southern Brazil. The seed shattering of the red rice ecotypes was higher in comparison with the rice varieties, that have little variability of this trait. In contrast, seed dormancy had great variability in red rice ecotypes and this was reduced in the rice varieties. The expression of the gene OsXTH8 was directly associated with the seed shattering. Otherwise, the OsCel9D expression was related with the suppression of this characteristic. The gene Sh4 was not associated with the seed shattering. The genotypes Batatais, Nipponbare, AV 503 and O. Glaberrima didn’t show the G237T mutation in exon one of the gene Sh4, indicating that this gene has no involvement with the process of domestication of analyzed genotypes. In respect to seed dormancy, the gene expression of OsCYP707A5 was not related with this trait in any of the seed development and germination evaluated stages. At 14 days after anthesis and in mature seeds the genes OsMADS29 and Sdr4 were, respectively, positive and negative related with seed dormancy. During seeds germination, the gene Sdr4 had a positive effect on seed dormancy of red rice, and OsMADS29 gene had negative relationship with that character. During the seed germination the genes OsCYP707A5, OsMADS29 and Sdr4 were not associated, negative and positively related with seed dormancy of red rice. The seed dormancy in red rice in comparison to the described results for cultivated rice is differently related for the OsCYP707A5 gene, and is similarly associated for the genes Sdr4 and OsMADS29. In opposition with what was found in cultivated rice, the Sh4 gene is not associated with seed abscission process in red rice. The OsXTH8 and OsCel9D genes, not previously associated with seed shattering in rice cultivars, are associated with these trait in red rice.

O degrane é uma das principais características que tornam o arroz vermelho daninho. A compreensão da regulação do degrane em arroz vermelho permitirá o desenvolvimento de procedimentos de biotecnologia que reduzam os problemas causados por esta planta daninha. O objetivo geral deste trabalho foi determinar a variabilidade e a regulação gênica do degrane de sementes em arroz vermelho. Os objetivos específicos foram i) caracterizar fenotipicamente o degrane das sementes em cultivares de arroz, genótipos de arroz silvestre, e ecótipos de arroz vermelho; ii) caracterizar a expressão dos genes conhecidos relacionados ao degrane em populações contrastantes; iii) analisar a variabilidade nucleotídica de genes relacionados direta e indiretamente ao degrane nestas populações; iv) identificar novas sequências gênicas expressas diferencialmente em ecótipos com diferentes níveis de degrane. Os genótipos avaliados apresentaram elevada variabilidade do degrane que variou de 20 a 270 gf. O gene qSH1 comumente relacionado com o degrane não possui efeito nos genótipos avaliados. A expressão relativa dos genes OsCPL1 e OsXTH8 apresentou uma relação direta com o nível de degrane. Já a expressão relativa do gene OsCel9D apresentou uma relação inversa aos níveis de degrane. A variabilidade nucleotídica do gene Os08g0512400 a 1271 bases upstream mostrou que os genótipos com o nucleotídeo T possuem em geral elevado degrane, enquanto que os genótipos com o nucleotídeo A apresentam baixo degrane. Além disso, a variação nucleotídica do exon 5 do gene Os01g0849100 apresentou dois SNPs, nas posições 2981 e 3057, que estão relacionados ao degrane. A metodologia SSH identificou 154 clones diferencialmente expressos que podem estar relacionados ao degrane em arroz. Destes clones, 61% apresentam funções conhecidas relacionadas ao processamento e armazenamento da informação, sinalização, processos celulares e metabolismo. Além de genes conhecidos como OsCPL1, os genes OsXTH8, OsCel9D, Os08g0512400 e Os01g0849100 também estão relacionados ao degrane de sementes em arroz. / Seed shattering is one of the main traits that make the red rice a weed. Better understanding of seed shattering regulation in red rice can be used to develop biotechnological procedures to reduce the problems of this weed. The main objective of this study was to determine the variability and genetic regulation of seed shattering in red rice. The specific objectives were i) to characterize the seed shattering in rice cultivars, wild rice and red rice ecotypes; ii) to characterize the expression of known genes related to seed shattering in contrasting rice genotypes; iii) to analyze the nucleotide variability of genes directly and indirectly related to seed shattering in these genotypes, and iv) identify new gene sequences differentially expressed in ecotypes with different levels of seed shattering. The evaluated genotypes presented large variability of seed shattering, which ranged from 20 to 270 gf. The gene qSH1, commonly related to seed shattering had no effect on the evaluated genotypes. The expression of the genes OsCPL1 and OsXTH8 was directly related with seed shattering. Otherwise, the expression of the gene OsCel9D was inversely related with seed shattering. The gene Os08g0512400 was polymorphic at 1271 bases upstream, where, in general, the genotypes with the T nucleotide had high seed shattering, and with the A nucleotide had low seed shattering. In addition, the exon 5 of the gene Os01g0849100 presented two SNPs at positions 2981 and 3057, which may be related to seed shattering. The SSH study identified 154 clones genes differentially expressed that may be related to seed shattering. The sequencing and analysis of these clones indicated that 61% of then have known functions related to processing and storage of information, signaling, cellular processes and metabolism. The variability of seed shattering in red rice is related with several genes. In addition to the know gene OsCPL1, the genes OsXTH8, OsCel9D, Os08g0512400 and Os01g0849100 are also related to seed shattering in rice.

O arroz vermelho é considerado daninho principalmente devido às características de degrane e dormência das sementes, que contribuem para a perpetuação desta espécie na lavoura de arroz. A melhor compreensão destes mecanismos poderá ser utilizada para desenvolver tecnologias que proporcionam o controle desta planta daninha. O objetivo desta dissertação foi avaliar a expressão gênica e variação nucleotídica de genes relacionados ao degrane e dormência em sementes de arroz vermelho. O estudo foi realizado com a espécie silvestre O. glaberrima, cultivares de arroz e ecótipos de arroz vermelho provindos do sul do Brasil. A caracterização fenotípica mostrou que os ecótipos de arroz vermelho apresentam alto nível de degrane em comparação com cultivares de arroz, que possuem pouca variabilidade desta característica. Já a dormência das sementes apresentou grande variabilidade nos ecótipos de arroz vermelho e mostrou-se reduzida nas cultivares de arroz analisadas. A expressão do gene OsXTH8 teve relação direta com o caráter degrane. De forma contrária, a expressão do gene OsCel9D foi relacionada com a repressão deste caráter nos genótipos avaliados. O gene Sh4 não apresentou relação com o processo de degrane. Os genótipos Batatais, Nipponbare, AV 503 e O. glaberrima não apresentaram a mutação G237T no gene Sh4, indicando que este gene não possui envolvimento com o processo de domesticação dos genótipos avaliados. Com relação à dormência das sementes, a expressão do gene OsCYP707A5 não foi associada com essa característica em nenhum dos momentos avaliados. Aos 14 dias após a antese e em sementes maduras, os genes Sdr4 e OsMADS29 apresentam, respectivamente, relação positiva e negativa com a dormência das sementes de arroz vermelho. Durante o processo de germinação das sementes a expressão do gene OsMADS29 apresentou efeito negativo, enquanto que o gene Sdr4 mostrou relação positiva com o caráter dormência. Desta forma, os resultados encontrados sobre a dormência de sementes de arroz vermelho em comparação aos dados descritos na literatura para arroz cultivado são diferentes para o gene OsCYP707A5 e são similares para os genes Sdr4 e OsMADS29. O gene Sh4 não está associado ao degrane de sementes em arroz vermelho, contrariamente ao indicado em arroz cultivado. Os genes OsXTH8 e OsCel9D, até então pouco relacionados ao degrane de sementes, estão associados à ocorrência desta característica em arroz vermelho. / Red rice is the most important weed of the rice crop due to the occurrence of of seed shattering and seed dormancy. The better understanding of regulation of these process can be used to develop biotechnological and management technologies to mitigate the red rice infestation in rice fields. The aim of this study was to evaluate the variability of gene expression and nucleotide composition of genes related to seed shattering and seed dormancy in red rice. The study was based on red rice ecotypes, O. glaberrima and rice varieties from southern Brazil. The seed shattering of the red rice ecotypes was higher in comparison with the rice varieties, that have little variability of this trait. In contrast, seed dormancy had great variability in red rice ecotypes and this was reduced in the rice varieties. The expression of the gene OsXTH8 was directly associated with the seed shattering. Otherwise, the OsCel9D expression was related with the suppression of this characteristic. The gene Sh4 was not associated with the seed shattering. The genotypes Batatais, Nipponbare, AV 503 and O. Glaberrima didn’t show the G237T mutation in exon one of the gene Sh4, indicating that this gene has no involvement with the process of domestication of analyzed genotypes. In respect to seed dormancy, the gene expression of OsCYP707A5 was not related with this trait in any of the seed development and germination evaluated stages. At 14 days after anthesis and in mature seeds the genes OsMADS29 and Sdr4 were, respectively, positive and negative related with seed dormancy. During seeds germination, the gene Sdr4 had a positive effect on seed dormancy of red rice, and OsMADS29 gene had negative relationship with that character. During the seed germination the genes OsCYP707A5, OsMADS29 and Sdr4 were not associated, negative and positively related with seed dormancy of red rice. The seed dormancy in red rice in comparison to the described results for cultivated rice is differently related for the OsCYP707A5 gene, and is similarly associated for the genes Sdr4 and OsMADS29. In opposition with what was found in cultivated rice, the Sh4 gene is not associated with seed abscission process in red rice. The OsXTH8 and OsCel9D genes, not previously associated with seed shattering in rice cultivars, are associated with these trait in red rice.

Até o momento nenhuma espécie daninha de importância agrícola tinha sido sequenciada no Brasil, dessa forma o arroz vermelho oferece uma oportunidade ímpar para isso, podendo levar a um melhor entendimento do seu genoma e facilitar o desenvolvimento de estratégias mais eficientes de controle destas plantas em condições de campo. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi sequenciar o genoma de dois genótipos de arroz vermelho coletados no estado do Rio Grande do Sul, e que possuem degrane elevado (AV60) intermediário (AV53), bem como realizar uma análise estrutural dos genes relacionados a este caráter. Vários programas montadores foram comparados e o Abbys foi o que gerou o maior número de scaffolds, totalizado um tamanho de genoma de 391,7 e 390,2 megabases, respectivamente para os genótipos AV53 e AV60, o que representa cerca de 90% do genoma referência do arroz. A cobertura do sequenciamento foi de 36.6 X e 32.1 X respectivamente para os mesmos genótipos. A análise estrutural de seis principais genes relacionados ao degrane relevou que a composição gênica é similar entre os genótipos analisados, corroborando com resultados de estudos anteriores. Um grande número de variantes genômicos foi descoberto (SNPs e INDELs). O alinhamento dos genótipos com o genoma de referênciaOryza sativa ssp. indica revelou relativamente menor número de variantes, com frequência de um SNP a cada 264 pb. Por outro lado, o alinhamento contra o genoma referência de Oryza sativa ssp. japonica gerou uma frequência média de 1 SNP a cada 154pb, sendo que a mesma tendência foi observada para os INDELs. A menor frequência de SNPs e INDELs no primeiro alinhamento sugere maior similaridade entre as espécies alinhadas, indicando que o arroz vermelho do sul do Brasil é provavelmente originário da espécieOryza sativa spp indica. / So far no weed species of agricultural importance had been sequenced in Brazil, thus weedy red rice provided a unique opportunity for it, leading to a better understanding of genomic and facilitating the development of more effective strategies to control these plants under field conditions. The objective of this study was sequencing the genome of two weedy red rice genotypes found in the Rio Grande do Sul state, which present high (AV60) and intermediate (AV53) degree of shattering,and perform a structural analysis of the genes related to this trait. Several genome assemblers programs were compared, and Abbys was the one that generated the highest number of scaffolds, totalizing a genome size of 391.7 and 390.2 Mb, respectively for AV53 and AV60 genotypes, which represent about 90% of the rice reference genome. The sequencing coverage was 32.1 and 36.6X respectively for the same genotypes. The structural analysis of 6 key genes related to seed shattering revealed that its genetic composition is similar among the genotypes analyzed, confirming results from previous studies. A large number of genomic variants (SNPs and INDELs) were discovered. The alignment of AV53, and AV60 with the Oryza sativa ssp. indica reference genome showed relatively lower number of variants, with a frequency of 1 SNP every 220 bp, whereas the alignment with the Oryza sativa spp. japonica yielded an average frequency of 1 SNP every 154pb; the same trend was observed for INDELS. The lower frequency of SNPs and INDELS in the first alignment suggests greater similarity between the aligned species, indicating that the origin of weedy red rice in southern Brazil is most likely from the Oryza sativa spp indica.