A soja é a cultura agrícola brasileira que mais se expandiu nas últimas três décadas. Atualmente é uma commodity comercializada em larga escala na forma de grão, farelo e óleo. Por ser uma importante fonte de proteína, possui papel fundamental na indústria alimentícia, tanto humana quanto animal. O monocultivo em extensas áreas tem ocasionado o aumento da vulnerabilidade da cultura a patógenos e insetos-praga, com consequências relevantes na produção dos grãos. Dentre tais insetos-praga, os percevejos fitófagos representam um dos grupos de maior relevância para a cultura, pois podem comprometer o rendimento, a qualidade e a sanidade dos grãos. As perdas no rendimento da cultura devido ao ataque por percevejos são superiores a 30%, e o comprometimento no valor germinativo das sementes pode ser superior a 50%. Este trabalho teve como objetivo identificar QTLs (Quantitative Trait Loci), a partir de um conjunto de fenótipos associados à resistência aos percevejos e a caracteres agronômicos, utilizando a abordagem de mapeamento multivariado. Uma população de 228 indivíduos F2, obtida a partir do cruzamento entre as cultivares IAC-100 e CD-215, foi utilizada para a obtenção dos dados genotípicos. Os caracteres agronômicos avaliados na geração F2:3 foram: número de dias para o florescimento (NDF), altura da planta no florescimento (APF), número de dias para a maturidade (NDM), altura da planta na maturidade (APM), acamamento (AC), valor agronômico (VA) e produtividade de grãos (PG). Oito caracteres associados à resistência aos percevejos foram avaliados: período de granação (PEG), retenção foliar (RF), número de vagens por planta (NVP), índice percentual de dano nas vagens (IPDV), número de sementes (NS), peso de cem sementes (PCS), peso de sementes boas (PSB) e peso de sementes manchadas (PSM). O mapa genético obtido, representando os 20 grupos de ligação (GLs) da soja, foi constituído por 417 marcadores SNP (Single Nucleotide Polymorphism), 61 SSR (Simple Sequence Repeat), 30 AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphism) e 8 marcadores TRAP (Target Region Amplification Polymorphism). A cobertura do genoma da soja foi de 2.814,82 centiMorgans (cM), com um intervalo médio de 5,46 cM entre marcadores adjacentes. A identificação de QTLs (Quantitative Trait Loci) para os caracteres fenotípicos foi realizada utilizando-se o mapeamento de intervalos múltiplos univariado (MIM) e multivariado (MT-MIM), com estimativa dos efeitos principais dos QTLs. A abordagem MIM revelou um total de 60 QTLs, distribuídos por 13 GLs da soja, sendo 29 QTLs associados a caracteres de resistência aos percevejos e 31 QTLs relacionados a caracteres agronômicos. A percentagem da variação fenotípica explicada pelos QTLs (R2) variou de 14,27% para AC a 65,45% para NDM. Na abordagem MT-MIM, foram selecionados nove conjuntos de variáveis, de acordo com a correlação entre as mesmas. Foram reveladas 20 regiões genômicas distintas, com uma alta tendência de concentração de QTLs em posições similares. No geral, para a maioria das características, os valores marginais de R2 obtidos para os modelos MT-MIM foram superiores em relação aos modelos MIM, variando de 27,98% para APF a 65,30% para NDM. A abordagem MT-MIM permitiu a identificação de 13 novas posições genômicas, com efeito em pelo menos uma das variáveis analisadas, que não foram reveladas nos modelos MIM. Uma comparação com o banco de dados do Soybase forneceu evidências de que muitos QTLs, identificados nesta população em estudo, coincidem com QTLs descritos em outros backgrounds genéticos. No entanto, 56 QTLs identificados no presente estudo ainda não foram descritos na literatura. A maioria dos QTLs identificados explicam, individualmente, até 10% da variação fenotípica das características avaliadas. No entanto, QTLs presentes em oito novas regiões identificadas pela abordagem MT-MIM e oito novos QTLs identificados pela abordagem MIM contribuíram para explicar uma maior percentagem da variação dos fenótipos estudados. Esses QTLs devem ser melhor investigados considerando sua relevância para a seleção simultânea de características de interesse, permitindo uma maior eficiência de seleção e um maior ganho genético. Os resultados obtidos no presente estudo forneceram informações para auxiliar na melhor compreensão da arquitetura genética dos caracteres quantitativos analisados, bem como sobre a relação genética entre os mesmos. / Soybean is the Brazilian crop with the most expansion along the past three decades. Currently, it is a commodity commercialized in large scale as grain, bran and oil. Because it is an important source of protein, it plays a fundamental role in the food industry, both human and animal. Soybean monoculture in large areas has increased crop vulnerability to pathogens and insect pests, with significant consequences on grain production. Among such pest insects, stink bugs are considered a major pest of soybean crop, feeding directly on seeds, reducing yield and seed quality. Losses in crop yield due to stink bugs attack are greater than 30% and seed germination compromising can be greater than 50%. This study aimed to identify QTL (Quantitative Trait Loci), for stink bug resistance traits and agronomic traits using the multivariate multiple interval mapping. An F2 mapping population of 228 plants derived from a biparental cross between IAC-100 and CD-215 was used for genotyping. An F2:3 population was developed to evaluate eight stink bug resistant traits such as graining period, leaf retention, pod number per plant, percentage of pod damage, number of seeds, hundred seed weight, weight of healthy seeds and spotted seed weight. Other seven agronomic traits were evaluated such as number of days to flowering, plant height at flowering, number of days to maturity, plant height at maturity, lodging, agronomic value and grain yield. A total of 417 SNP (Single Nucleotide Polymorphism) markers, 61 SSR (Simple Sequence Repeat), 30 AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphism) and 8 TRAP (Target Region Amplification Polymorphism) markers were mapped into 20 soybean linkage groups. The total map length was 2,814.82 cM with an average of 5.46 cM between markers. QTL mapping for those traits was performed using univariate (MIM) and multivariate (MT-MIM) multiple interval mapping, with main QTL effects estimates. MIM analysis identified a total of 60 QTL, through 13 soybean linkage groups, with 29 QTL related to stink bug resistant traits and 31 QTL related to agronomic traits. Phenotypic variation explained by QTL ranged from 14.27% for lodging to 65.45% for number of days to maturity. The traits were divided into nine groups for MT-MIM analysis considering their correlation coefficient. Twenty different genomic regions were identified showing a very high QTL clustering. For most of the traits phenotypic variation estimates for MT-MIM models were higher than MIM models, ranging from 27.98% to 65.30% for plant height at flowering and number of days to maturity, respectively. MT-MIM analysis showed 13 genomic regions controlling at least one of the evaluated traits which were not identified at MIM analysis. Comparison between identified QTL and QTL database at Soybase demonstrated that some QTL were similar to those described in different genetic background. However, 56 QTL detected in the present study were described for the first time in literature. Most of the QTL identified explain, individually, less than 10% of phenotypic variation. However, eight genomic regions identified with MT-MIM analysis and eight QTL identified with MIM analysis explain a great amount of phenotypic variation. These QTL should be investigated considering their importance for simultaneous selection for a high genetic gain. Results obtained in the present study provided information for a better understand of genetics architecture underlying quantitative traits studied and the genetic relation among them.

A soja no Brasil está entre as culturas agrícolas que apresentam crescimento mais expressivo em área de cultivo e na encomia do país. O que se deve ao fato da cultura apresentar diversas finalidades desde a produção de biodiesel até consumo humano. Dentre os fatores que afetam a produtividade de soja, o déficit hídrico é tido como o principal. Desta forma, a absorção de água pelo sistema radicular não é capaz de suprir a evapotranspiração apenas com o regime pluviométrico durante o ciclo de soja, logo a planta depende da absorção de água disponível pelo solo, que é diretamente proporcional a profundidade do sistema radicular. Estudos realizados pelo Comitê Estratégico Soja Brasil (CESB) demostraram que o sistema radicular de soja de alta produtividade se estende a profundidade superiores a100 cm. Portanto, a hipótese deste trabalho é de que a absorção de água pela planta ocorre majoritariamente em profundidades superiores à de 15 cm para áreas de alta produtividade, associado a um solo sem restrição química, física ou biológica para o crescimento radicular. Assim, o objetivo desse trabalho foi determinar a profundidade efetiva do sistema radicular (80% da evapotranspiração real, ETr) de soja em duas áreas distintas de alta e baixa produtividade. O cálculo para quantificar a ETr baseia-se na quantidade de água presente no solo e massa específica do mesmo por camada. Para isso o solo foi saturado com água e após 24 horas foi realizada a coletas de amostras de solo indeformadas através de anéis volumétricos em 10 profundidades distinta do solo espaçadas a cada 10 cm (5 a 95 cm), a qual foi repetida após três dias, sem a ocorrência de irrigação ou chuva. A área de baixa produtividade estava localizada em Piracicaba, SP, caracterizada por Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico típico, e a área de alta produtividade em Goiatuba-GO, sendo um Latossolo Vermelho eutrófico típico, ambos com textura médioarenosa. Após a coleta das amostras, as mesmas foram pesadas e alocadas em estufas de ventilação forçada até atingir massa constante, determinando o conteúdo de água em cada amostra, e a partir da diferença entre os dois dias determinar o consumo hídrico total. Os resultados da análise química do solo demonstraram que a área de Piracicaba apresentava restrição química ao crescimento radicular pela alta concentração de alumínio abaixo de 40 cm profundidade, e pela resistência do solo a penetração, observando-se valores altos de compactação na camada entre 20 e 40 cm. Tais limitações não estavam presenta na área de Goiatuba. O sistema radicular obteve um crescimento mais expressivo em Goiatuba, tendo 175% e 188%, respectivamente, maior comprimento e área superficial que Piracicaba. A evapotranspiração real da cultura acumulada em três dias foi de 23,7 e 24,4 mm, respectivamente, para Goiatuba e Piracicaba, sendo que Goiatuba obteve o acumulado de 80% entre 70 e 80 cm de profundidade, enquanto que Piracicaba, esse acumulado ocorreu entre 10 e 20 cm. Na área de Goiatuba, a produtividade foi de 91 sc ha-1, contra 61 sc ha-1 na área de Piracicaba. Ademais, a ausência de restrição física e química no solo para crescimento radicular permitiu aumentar a capacidade de água disponível no solo para a planta, reduzindo as perdas de produtividade ocasionadas pelo déficit hídrico. / Soybean is among the agricultural crops that show more expressive growth in the area of cultivation and economy in Brazil. This is because the crop has several purposes from the production of biodiesel to human consumption. Among the factors that affect soybean yield, the water deficit was considered the main one. Thus, the water uptake by the root system is not able to supply the evapotranspiration only using rainfall during the soybean cycle, this way, crop depends on the water uptake available in the soil, which is directly proportional to the root depth. Researches carried out by the Soybean Brazil Committee showed that the soybean root system extends below 100 cm of depth. Therefore, the work hypothesis is that the water uptake by the soybean occurs mainly in depths greater than 15 cm for the areas of high yield, associated with a soil without chemical, physical or biological restriction for root growth. This way, the aim of this research was quantify the effective root depth (80% of the actual crop evapotranspiration, ETr). The ETr was quantified based on the amount of water in the soil and its specific mass by layer. The soil was sutured with water and after 24 hours was made the soil samples in 10 different soil depths spaced every 10 cm (from 5 to 95 cm), which was replicated three days after the first one, without occurrence of irrigation or rainfall. The area of low yield was located in Piracicaba, SP, characterized by typical dystrophic Red-Yellow Latosol, and the area of high yield in Goiatuba, GO, being typical Eutrophic Red Latosol. The both soil were medium-sandy texture. The soil samples were weighed and allocated in forced ventilation greenhouses until reaching constant mass, determining the percentage of water and by the difference from day 0 and day 3 was quantified the total water uptake. The chemical soil analysis showed that the area in Piracicaba had restriction for root growth by high aluminum concentration below 40 cm, and also by high soil compaction between 20 e 40 cm. These limitations were not observed in the area of Goiatuba, which had 175% e 188%, respectively, more root length and superficial area than Piracicaba. The actual crop evapotranspiration accumulated in three days were 23.7 and 24.4 mm, respectively, for Goiatuba e Piracicaba, where the 80% accumulated was between 70 e 80 cm for Goiatuba, and 10 e 20 cm for Piracicaba. In Goiatuba, the yield was 91 sc ha-1 against 61 sc ha-1 in Piracicaba. Thus, the no chemical and physical restriction for the root growth helped to increase the water available for the crop, reducing the yield losses by water deficit.

A concentração do gás carbônico (CO2) tem aumentado nas últimas décadas, devido principalmente à queima de combustíveis fósseis. Como consequência, admite-se que haverá gradual aumento da temperatura atmosférica em nível global. A soja é importante planta agrícola em todo o mundo, consumida na alimentação humana e de animais domésticos. O presente trabalho compõe-se de dois capítulos, o primeiro versando sobre o efeito da concentração de gás carbônico e da temperatura sobre vários parâmetros bioquímicos e o segundo, sobre a composição da cera foliar cuticular de uma variedade de soja. O capítulo I trata da composição química dos grãos e do teor de ceras foliares de plantas da cultivar \'MG/BR-46 Conquista\' crescendo em câmaras de topo aberto sob duas condições de CO2 (380ppm ambiente e 800ppm elevado) e duas condições de temperatura (ambiente e elevada [+5°C]). Foram coletados dados de 6 coletas ao longo de 105 dias de desenvolvimento da planta. As plantas crescidas em altas concentrações de CO2 aumentaram a biomassa seca da folha, caule, raiz e frutos, além do número de sementes; temperaturas elevadas estimularam a senescência precoce. A floração foi antecipada sob condição de CO2 elevado. Entre os carboidratos dos grãos, os teores de amido, frutose e mio-inositol tenderam a diminuir, enquanto os de sacarose, glicose e rafinose aumentaram. O incremento de CO2 acelerou a translocação de açúcares, enquanto e o da temperatura desacelerou. O teor de óleo e a composição dos ácidos graxos foram afetados diretamente pela elevada temperatura, com redução do teor de ácidos poliinsaturados. A associação de temperatura e CO2 elevados reduziu ainda mais o teor de ácidos graxos poliinsaturados. Os teores de proteínas solúveis em geral não apresentaram diferenças significativas por efeito do acoplamento, embora o teor de nitrogênio total tenha aumentado por efeito do tratamento por temperatura elevada. O teor de clorofilas foliares diminuiu por efeito dos tratamentos e o teor de cera foliar foi alterado ao longo do tempo. Conclui-se que as elevações de CO2 e temperatura, previstas para um futuro próximo, poderão ter o efeito de aumentar a produção de óleo por plantas de \'MG/BR-46 Conquista\', devido ao aumento no número de sementes por planta e elevação do teor de óleo. O capítulo II trata do teor da cera e a identificação dos componentes da cera foliar cuticular, por extração por lavagens superficiais das folhas com diclorometano, separação das classes de constituintes da cera por cromatografia em camada delgada e análise das frações por cromatografia a gás acoplada a espectrometria de massas. Os principais constituintes da cera foram os ésteres, seguidos de n-alcanos. O éster mais abundante foi o eicosanoato de octadecila (C38). Os alcanos principais foram o hentriacontano (C31) e o nonacosano (C29). Outros componentes detectados foram álcoois primários, ácidos graxos, hidroxiácidos graxos, álcoois triterpênicos e esteróis. O principal n-álcool graxo primário foi o octacosanol. Os triterpenos alcoólicos detectados foram α- e β-amirinas, lupeol, germanicol e 12,20(29)-lupadien-3-ol. Os ácidos graxos variaram no intervalo C15-C28. Os esteroides detectados foram estigmasterol, campesterol, sitosterol e estigmastanol, com predominância do primeiro / The concentration of carbon dioxide (CO2) has increased in the last decades, due mainly to the combustion of fossil fuels. A gradual increase of the global temperature is expected as a consequence. Soybean is an important crop in most countries, being consumed either as human or domestic animals food. The present work is composed of two chapters, the first dealing with the effect of the concentration of carbon dioxide and temperature on several biochemical parameters, and the second on the composition of the foliar cuticular wax of a variety of soybean plant. Chapter one deals with the chemical composition of soybeans and the leaf wax contents of soybean variety \'MG/BR-46 Conquista\', growing in open top chambers under two conditions of CO2 (380 ppm - ambient, and 800 ppm - elevated) and two temperature conditions (ambient and elevated [+5°C]). The data were obtained from six collections along 105 days of experimentation. Elevated CO2 increased the dry weight of leaf, stem, root and fruit, as well as the number of seeds; elevated temperature stimulated early senescence. Early flowering occurred under elevated CO2. Among the grain carbohydrates, the contents of starch, fructose and myo-inositol decreased, whereas those of sucrose, glucose and raffinose increased. The effect of elevated CO2 and temperature accelerated the sugar translocation while that of elevated temperature slowed it down. The oil content and fatty acid composition were affected directly by the elevated temperature, a reduction of the content of polyunsaturated fatty acids having been observed. The coupling of elevated CO2 and temperature reduced even further the content of polyunsaturated acids. In general, the content of soluble proteins did not change significantly by the effect of treatment associating temperature and CO2, although the total nitrogen content increased by the effect of elevated temperature. The content of leaf chlorophylls decreased and the foliar wax content changed with time. It is concluded that the increase of temperature and atmospheric CO2, expected to take place in the near future, will possibly have the effect of increasing the production of oil by plants of \'MG/BR-46 Conquista\', due to the increase of the number of seeds per individual and the increase of the seed oil content. Chapter two deals with the concentration and identification of the components of the foliar cuticular wax of the soybean variety \'MG/BR-46 Conquista\', by means of surface washings of the leaves with dichloromethane, separation of the classes of wax constituents by thin layer chromatography and analysis of the fractions by gas chromatography coupled with mass spectrometry. The main constituents of the wax were esters, followed by n-alkanes. The main ester constituent was eicosanoate of octadecyl (C38). The main alkanes were n-hentriacontane (C31) and n-nonacosane (C29). Other constituents detected were primary alcohols, fatty acids, hydroxyacids, triterpene alcohols and sterols. The main n-primary alcohol was octacosanol. The triterpene alcohols detected were α- e β-amyrins, lupeol, germanicol and 12,20(29)-lupadien-3-ol. The steroids detected were stigmasterol, campesterol, sitosterol and stigmastanol, with predominance of stigmasterol

Made available in DSpace on 2017-07-21T14:19:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rafael Poltronieri.pdf: 2210390 bytes, checksum: 4bb89feff6e817b81339fcf4e8908fb6 (MD5) Previous issue date: 2015-12-23 / The models based on the method of Chance Mathematics (ChM), Diagnosis and Recommendation Integrated System (DRIS) and Compositional Nutrient Diagnosis (CND) have been used to assess the nutritional status of plants through foliar diagnosis. However, some factors may interfere on the leaves mineral composition, as the variety of species or cultivar, plant age, soil type and management, climate conditions, and the attack of pests and diseases. We hypothesized that the assessment of soybean nutritional status can be performed through diagnosis both on leaves and grains. The objectives were (i) to evaluate the efficiency of the ChM, DRIS, and CND models in assessing the soybean nutritional status through diagnosis in leaves and grains, and (ii) using the computational methods Support Vector Machine (SVM) and Artificial Neural Networks (ANN) as an alternative to evaluating the soybean nutritional status. The study was carried out from a database consisting of 212 leaf samples and 216 grain samples of soybean collected in 2013–2014 from five field experiments under no-till systems installed in the Central-South region of Paraná State, Brazil. The leaf samples were collected at flowering period and the grain samples were collected after harvest. The levels of N, P, K, Ca, Mg, S, Cu, Fe, Mn, and Zn in leaves and grains were determined, and grain yields were evaluated. The ChM, DRIS, and CND methods were satisfactory when applied to the nutrient content in leaves and grains. However, the DRIS model showed greater consistency, especially when applied to the nutrient content in grains. Computational methods SVM and ANN showed values close to those extracted by DRIS and CND. The results suggest that the DRIS method could be used to assess the soybean nutritional status through diagnosis in grains, and the computational methods SVM and ANN would be an alternative to DRIS and CND models in evaluating the soybean nutritional status through diagnosis in leaves and grains. / Os modelos baseados nos métodos de Chance Matemática (ChM), Sistema Integrado de Diagnose e Recomendação (DRIS) e Diagnose da Composição Nutricional (CND) têm sido utilizados para avaliar o estado nutricional das plantas por meio da diagnose foliar. Porém, alguns fatores podem interferir na composição mineral das folhas, como a variedade da espécie ou cultivar, a idade das plantas, o tipo e o manejo do solo, as condições climáticas e o ataque de pragas e doenças. Considerando a hipótese que a avaliação do estado nutricional da cultura da soja pode ser realizada por meio de diagnose tanto nas folhas como nos grãos, o presente trabalho foi realizado com os objetivos de (i) avaliar a eficiência dos modelos ChM, DRIS e CND na avaliação do estado nutricional da soja por meio de diagnose em folhas e grãos, e (ii) utilizar os métodos computacionais de Máquina de Vetor de Suporte (SVM) e Redes Neurais Artificiais (RNA) como alternativa para avaliação do estado nutricional da soja. O trabalho foi realizado a partir de um banco de dados formado com 212 amostras de folhas e 216 amostras de grãos de soja coletadas em 2013–2014 de cinco experimentos de campo instalados em sistema plantio direto na região Centro-Sul do Paraná. As amostras de folhas foram coletadas por ocasião do florescimento e as de grãos após a colheita. Determinaram-se os teores de N, P, K, Ca, Mg, S, Cu, Fe, Mn e Zn nas folhas e nos grãos, e avaliou-se a produtividade de grãos. Os métodos de ChM, DRIS e CND apresentaram resultados satisfatórios quando aplicados aos teores de nutrientes nas folhas e nos grãos de soja, mas o DRIS apresentou maior consistência, especialmente quando aplicado aos teores de nutrientes nos grãos. Os métodos computacionais SVM e RNA apresentaram valores próximos dos extraídos pelo DRIS e CND. Os resultados sugerem que o método DRIS pode ser utilizado na avaliação do estado nutricional da cultura da soja por meio de diagnose nos grãos, e que os métodos computacionais SVM e RNA podem ser usados como alternativa aos modelos do DRIS e CND na avaliação do estado nutricional da soja por meio de diagnose em folhas e grãos.

Made available in DSpace on 2017-07-21T14:19:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marcio Name.pdf: 1013582 bytes, checksum: 1b62590d2be2ac2c8972f1a3e80d7803 (MD5) Previous issue date: 2013-12-06 / The evaluation of the root system is important for better understanding of the effects of nutrient management on soil and plant mineral nutrition. However, this review has been a complex, comprehensive and conducive to sampling error and measurement activity. In this context, digital image processing and image analysis can help as they have been used in solutions of similar problems. The objective of this study was to develop a computational method to assist in the evaluation of root growth for washed samples of soybean, reducing the time spent. The results were compared with traditional methods (intersection line and fresh mass), and SAFIRA software Embrapa. The proposed method has been developed in Java platform with the OpenCV library supply through the plug-in JavaCV. The method validation was performed by comparing images (300 dpi) of samples of copper wires, 10, 20 and 50 mm in length, with values obtained manually using a caliper, obtaining coefficients of variation (CV) between 0.01 and 2.99%. Relations among the estimated lengths with the proposed method and those obtained by the traditional method yielded CVs ranging between 0.10 and 2.10 %, which were better than the average SAFIRA (5.11% < CV < 49.45 %) at 300 dpi images. The method also reduced the time to obtain the attributes of roots in more than 53%. Thus, the proposed method showed to be effective, especially for measures of length and area samples are washed and is recommended for studies of roots of soybean. / A avaliação do sistema radicular é importante para melhor compreensão dos efeitos de manejo de nutrientes no solo e nutrição mineral de plantas. No entanto, essa avaliação tem sido uma atividade complexa, exaustiva e propícia a erros de amostragem e mensuração. Nesse contexto, o processamento digital de imagens e a análise de imagens podem auxiliar, pois têm sido utilizados em soluções de problemas similares. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um método computacional para auxiliar na avaliação do crescimento radicular para amostras lavadas da cultura da soja, reduzindo o tempo gasto. Os resultados foram comparados com os métodos tradicionais (linha de interseção e massa fresca), e o software SAFIRA da Embrapa. O método proposto foi desenvolvido em plataforma Java, com aporte da biblioteca OpenCV por meio do plug-in JavaCV. A validação do método foi realizada comparando imagens (300 dpi) de amostras de fios de cobre de, 10, 20 e 50 mm de comprimento, com os valores obtidos manualmente com paquímetro, obtendo coeficientes de variação (CV) entre 0,01 e 2,99%. Das relações entre os comprimentos estimados com o método proposto e os obtidos pelo método tradicional obtiveram-se CVs variando entre 0,10 e 2,10%, que foram em média melhores que o SAFIRA (5,11% < CV < 49,45%), em imagens de 300 dpi. O método também reduziu o tempo para obtenção dos atributos de raízes em mais de 53%. Dessa forma, o método proposto apresentou-se eficaz, principalmente para medidas de comprimento e área de amostras de raízes lavadas, sendo recomendado para estudos de raízes da cultura da soja.

O cultivo sucessivo de soja em grandes áreas agrícolas contribuíram significativamente para o aumento da incidência de pragas nessa cultura. Os percevejos sugadores são responsáveis por significativas perdas de rendimento, qualidade e potencial germinativo, além de causar a retenção foliar. Sendo assim, os objetivos deste trabalho foram i) avaliar a adaptabilidade e estabilidade em progênies de soja com excelente desempenho agronômico e resistência ao complexo de percevejos em três ambientes; e ii) explorar a viabilidade do uso de diferentes métodos de melhoramento para no desenvolvimento de progênies resistentes ao complexo de percevejos. Para a compreensão da interação genótipo por ambiente, 28 progênies e cinco testemunhas foram avaliados em três ambientes, e os resultados foram submetidos à análise de GGE Biplot. Os caracteres avaliados foram: número de dias para a maturidade, período de granação, produtividade de grãos, peso de cem sementes, retenção foliar e peso sementes boas. A análise gráfica biplot demonstrou que existe interação do tipo complexa entre as progênies avaliadas, e as progênies 7, 9, 8 e 23 foram as que tiveram a maior estabilidade nos três ambientes. Para a análise de viabilidade dos métodos genealógico e MSD (descendência de múltiplas sementes), foram avaliadas duas populações de soja, respectivamente à cada método. Ambas populações são oriundas do cruzamento entre as cultivares IAC-100 (fonte de resistência ao complexo de percevejos) e CD- 215 (suscetível). Os caracteres utilizados para essa análise foram a produtividade de grãos e peso de sementes boas. Foram realizadas análises descritiva de cada método e uma análise de modelos mistos para a verificação da diferença entre eles. A maior média e variabilidade genética foi encontrada na população oriunda do método MSD. Todavia, o método genealógico apresentou 10 progênies maiores que a média da melhor testemunha. Os resultados foram influenciados pela presença da interação genótipo por ambiente, e a diferença entre os métodos foi detectada pelo teste Wald-F. Ambos os métodos foram eficientes para a geração de progênies com alto potencial agronômico e com resistência ao complexo de percevejos. Com isso, é necessário submeter as melhores progênies à ensaios de competição para um futuro lançamento de novas cultivares de soja que reúnam alta produtividade e resistência ao complexo de percevejos. / The continuous cultivation of a given crop in large areas contributes significantly to the increased incidence of pests. One such pest are the sucking insects that can cause significant losses. Stink bugs will feed on developing soybean seeds by piercing and immature pods, causing seed damage and reductions in yield, quality and germination potential, in addition to causing leaf retention. Thus, the objectives of this study were i) to evaluate the adaptability and stability in soybean progenies with excellent agronomic performance and resistance to stink bugs in three environments; and ii) to study the viability to use different breeding methods for development of resistant progeny to stink bugs. To evaluate the genotype-byenvironment interaction, 28 progenies and five experimental checks were evaluated in three environments, and the results submitted to analysis of GGE Biplot. The following traits were evaluated in the field: number of days to maturity, grain filling period, grain yield, weight of one hundred seeds, leaf retention, and weight of healthy seeds. The graphical biplot analysis showed that there is complex interaction between progenies, and the progenies 7, 9, 8 and 23 were those that had the highest stability in all three environments. To analyze the feasibility of pedigree and multiple seeds descent (MSD) methods were evaluated two soybean populations respectively for each method. Both populations were from the cross between IAC-100 (resistance source to stink bug complex) and CD-215 (susceptible). The traits used for this analysis were grain yield and weight of healthy seeds. Descriptive analyses of each method and a mixed model analysis were made to verify the difference between them. The highest average and genetic variability was found in the MSD method derived from the population. However, the pedigree method showed 10 progenies higher than the average of the best experimental check. The results were influenced by the presence of genotype-by-environment and the difference between the methods was detected by the Wald-F test. Both methods were efficient to generated progenies with high agronomic potential and resistance to stink bugs. Thus, it is necessary to submit the best progeny to competition tests for a future release of new soybean cultivars with high productivity and resistance.

A ferrugem asiática da soja é a principal doença da cultura, atacando principalmente no período reprodutivo, ocasionando a queda prematura das folhas, redução do ciclo e consequentemente queda na produtividade. As principais abordagens utilizadas para o controle desta doença são a resistência genética e a aplicação preventiva de fungicidas, porém, estas atuam selecionando patógenos mais adaptados, podendo ocasionar a quebra da resistência genética ou a insensibilidade ao fungicida. Portanto, a identificação e utilização de genótipos tolerantes é justificada, uma vez que com esta estratégia pode-se minimizar a pressão de seleção sobre o patógeno. A abordagem univariada é usualmente empregada no estudo de populações segregantes, mas esta pode não ser suficiente na identificação e seleção de genótipos com potencial para tolerância à ferrugem. Esta pesquisa propõe utilizar tanto as informações obtidas na parcela, quanto a correlação entre elas para auxiliar na escolha dos caracteres a serem utilizados na seleção indireta e para a estimação das capacidades gerais e específicas de combinação multivariada. Para alcançar os objetivos, foram utilizadas análises dialélicas uni e multivariada, índices de seleção à tolerância a estresse, análise de componentes principais, agrupamento, correlações e análises de trilha. Foram avaliados 40 cruzamentos oriundos de um dialelo parcial 4x10, na geração F2, em dois manejos de fungicidas (com e sem controle da ferrugem). Os cruzamentos foram avaliados em experimentos delineados em blocos ao acaso, com quatro repetições organizadas em conjuntos experimentais com testemunhas comuns; experimentos com os genitores foram delineados em blocos ao acaso com três repetições e as mesmas testemunhas comuns. Verificou-se que os genitores apresentaram base genética relativamente ampla com comportamento favorável à tolerância à ferrugem e os cruzamentos apresentaram potencial produtivo similar à média nacional, mesmo em contato com a doença. O uso de notas de valor agronômico identificou os cruzamentos mais produtivos dentro de cada manejo, sendo um valioso caráter para exclusão precoce de cruzamentos de baixo desempenho. A utilização de índices de seleção para tolerância a estresses proporcionou a identificação de cruzamentos tolerantes e adaptados às condições de manejo com e sem controle da ferrugem. Para produtividade de grãos, em ambos os ambientes de fungicidas, os maiores destaques ocorreram nos genitores V Max RR, USP 14-22.010, USP 14-22.003 e USP 14-22.008; e nos cruzamentos V Max RR x USP 14-22.009, V Max RR x USP 14-22.010 e BMX Potência RR x USP 14-22.003. A análise dialélica multivariada utilizando ideótipos permitiu a identificação dos genitores e cruzamentos mais promissores para determinados grupos de características. O genitor V Max RR proporcionou maiores efeitos aditivos para as características reprodutivas e a linhagem genitora USP 14-22.010 para as adaptativas, nos dois manejos de fungicidas. O cruzamento MSOY 7908 RR x USP 14-22.001 destacou-se para as características adaptativas e reprodutivas no manejo com controle da ferrugem. Assim, a abordagem multivariada mostrou-se promissora para a seleção de genótipos tolerantes à ferrugem da soja. / Asian soybean rust is a major disease of soybean, damaging the crop mainly during the reproductive period, causing premature fall of the leaves, reduction of the cycle and consequently decrease in productivity. The main methods used for the control of this disease are genetic resistance and the use of preventive fungicides, but these act by selecting more adapted pathogens, resulting in the breakdown of genetic resistance or insensitivity to the fungicide. Therefore, the identification and use of tolerant genotypes is justified, since there is no selection pressure on the pathogen. The univariate approach is usually employed in the study of segregating populations, but may not be sufficient in identifying and selecting genotypes with potential for rust tolerance. Thus, the present work proposes to use both the information obtained in the plot and the correlation between them to assist in the selection of the traits to be used in the indirect selection and for the estimation of the general and specific capacities of the multivariate combination. In order to reach the objectives, uni and multivariate diallel analyses, stress tolerance indices, principal components analysis, clustering, correlation and path analysis were used. There were evaluated 40 crosses from a partial diallel 4x10, in the F2 generation, in two experiments with fungicide treatments (with and without rust control) in randomized blocks design stratified in sets, with four replications; the parents were evaluated in other two experiments in randomized blocks design with three replications. It was verified that the parents presented a relatively broad genetic base with favorable tolerance to rust, and the crosses presented good productive potential, even in contact with the disease. The use of agronomic value was able to identify productive crosses within each management. The use of selection indices for stress tolerance allowed the identification of tolerant crosses and adapted to the conditions of management with and without rust control. For seed yield, in both fungicide environments, the most prominent parents were V Max RR, USP 14-22.010, USP 14-22.003 and USP 14-22.008; and the crosses were V Max RR x USP 14-22.009; V Max RR x USP 14-22.010 and BMX Potência RR x USP 14-22.003. Multivariate diallel analysis using ideotypes allowed the identification of the most promising parents and crosses for certain groups of traits. The genitor V Max RR provided greater additive effects for the reproductive traits and the experimental line USP 14-22.010 for the adaptive ones in both fungicide management. The crossing MSOY 7908 RR x USP 14-22.001 was prominent for the adaptive and reproductive characteristics in the management 1 (with rust control). Thus, the multivariate approach was promising for the selection of soybean rust tolerant crosses.

Após a primeira fase de implementação da agricultura de precisão, foram encontradas baixas correlações entre os atributos do solo e a produtividade da soja. Assim, o conhecimento da relação entre os componentes da planta, tais como componentes de produtividade, além de ser importante para a definição do tipo de planta mais produtiva, pode ajudar na compreensão dos fatores que regulam a produção de grãos de soja. Este estudo teve como objetivo avaliar as relações espaciais entre os componentes morfológicos e produtividade de soja com a variabilidade espacial de atributos do solo. A área experimental (117,17 ha) situa-se entre as latitudes de 26 ° 90 \'27\'\' S e 27 ° 02\' 86\'\' S (Sul) e as longitudes de 69 ° 30 \'88\'\' W e 69 ° 32\' 67\'\' W (Oeste), no município de Boa Vista das Missões, Estado do Rio Grande do Sul, Brasil. As variedades cultivadas utilizadas foram Nidera-5909-RG e Nidera-6411-RG nas safras 2010/2011 e 2011/2012, respectivamente. A área foliar foi estimada pelo método de discos no estádio fenológico V4 da cultura de soja. Amostras de solo e planta foram coletadas em 39 pontos georreferenciados com malha de amostragem regular de 173,73 x 173,73 m. Os dados de atributos químicos do solo apresentaram alta variabilidade espacial. O teor de argila, CTC efetiva, saturação por bases e os teores de potássio, magnésio e manganês apresentam valores que seguem distribuição normal. Dentre as variáveis de solo, os atributos de acidez (pH, teor de alumínio e saturação por bases e por alumínio) apresentaram a melhor correlação com os parâmetros morfológicos de soja. Análise de crescimento mostrou diferença entre os pontos de amostragem com a variabilidade na área experimental, mas o tamanho da grade de amostragem utilizada não foi eficiente para discriminar a variabilidade da massa de matéria seca de parte aérea e de folha. O aumento da massa de matéria seca de parte aérea e de folha aumentou o número de vagens por planta com um e dois grãos na haste (correlações positivas), já a área foliar específica foi negativamente correlacionada com estes duas variáveis. Dentre os componentes de produção de soja, a presença de dois grãos por vagem na haste e três grãos por vagem nos ramos apresentaram distribuição normal. No entanto, a formação de três grãos por vagens na haste apresentou variabilidade espacial. Os atributos do solo que apresentaram maior influência sobre os componentes de produção de soja foram matéria orgânica do solo e teores de argila e fósforo nas safras 2010/2011 e 2011/2012, respectivamente. Para massa de 100 grãos (em ambas as safras) e da produtividade (safra 2010/2011), a performance geoestatística foi efeito pepita puro, o que demonstra a ineficiência da amostragem da grade de três hectares para capturar a variabilidade espacial desses atributos. / After the first phase of precision agriculture implementation, low correlations between soil attributes and the soybean yield were found. Thus, knowledge of the relationship between plant components, such as productivity components, besides being important for the definition of plant type most productive, may help in understanding the factors that regulate the production of soybean grain. This study aimed to evaluate the spatial relationships between morphological components and soybean productivity with the spatial variability of soil attributes. The experimental area (117.17 ha) is situated between the latitudes of 26° 90\' 27\'\' S and 27° 02\' 86\'\' S (South), and the longitudes of 69° 30\' 88\'\' W and 69° 32\' 67\'\' W (West), in ´Boa Vista Missões´ county, State of ´Rio Grande do Sul´, Brazil. The cultivated varieties used were Nidera-5909-RG and Nidera-6411-RG in the 2010/2011 and 2011/2012 seasons, respectively. Leaf area was estimated by the discs method at the V4 phenological stage of soybean crop. Soil and plant samples were sampled at 39 georeferenced points with regular sampling grid of 173.73 x 173.73 m. The soil chemical attributes data showed high spatial variability. The clay content, effective CEC, base saturation and potassium, magnesium and manganese contents present values that follow normal distribution. Among the soil variables, the attributes of acidity (pH, aluminum content and base and aluminum saturation) presented the best correlation with morphological parameters of soybean. Growth analysis showed differences between sampling points with the variability in the experimental area, but the size of the sampling grid used was not efficient for discriminating the shoot and leaf dry matter variability. The increasing of shoot and leaf dry matter increased the number of pods per plant with one and two grains per stem (positive correlations), since the specific leaf area was negatively correlated with these two variables. Among soybean production components, the presence of two grains per pod in the stem and three grains per pod on the branches presented normal distribution. However, the formation of three grains per pods in the stem showed spatial variability. The soil attributes that presented highest influence on the soybean production components were soil organic matter and clay and phosphorus content in the 2010/2011 and 2011/2012 seasons, respectively. For weight of 100 grains (in both seasons) and soybean productivity (2010/2011 season), the geostatistical performance was pure nugget effect, demonstrating the inefficiency of the sampling grid three hectares to capture the spatial variability of these attributes.

O Brasil é o segundo maior produtor de soja (Glycine max, L.), sendo responsável por quase 30% da colheita mundial. Mais de 80% da produção total é destinada à extração de óleo e proteína para a alimentação humana, sendo que o consumo na forma de grão e de produtos industrializados vem crescendo, como alternativa a proteínas de origem animal e devido aos potenciais benefícios à saúde. Grande parte da literatura científica refere-se à soja amarela, enquanto estudos sobre soja preta ainda são escassos. Este projeto visou estudar e comparar as características físicas e de composição química, incluindo os compostos fenólicos e atividade antioxidante da soja preta e amarela, cultivadas no Brasil em condições climáticas e ambientais similares. Fez parte do escopo do projeto avaliar o efeito do cozimento sobre os compostos polifenólicos e a atividade antioxidante. Não foi observada diferença significativa no conteúdo de nutrientes e no perfil de ácidos graxos entre a soja preta e amarela, nem nas características físicas, como massa, capacidade de hidratação e tempo de cozimento dos grãos. Porém, a soja preta apresentou teores muito mais elevados de compostos fenólicos totais (CFT) e de flavonóides em relação à soja amarela. Os teores na soja preta foram, em média, de 4,78 mg eq. ácido gálico/g e de 1,75 mg eq. catequina/g, de CFT e de flavonoides,respectivamente. A soja amarela apresentou em média 40% a menos de CFT e aproximadamente 60% a menos de flavonóides. Ao contrário da soja amarela que é desprovida de antocianinas, na soja preta foi encontrado um teor médio de 0,92 mg eq. cianidina-3-O-glicosídeo/g. Empregando a técnica de HPLC-DAD-MS/MS foram identificadas duas antocianinas, a cianidina-3-O-glicosídeo e a peonidina-3-Oglicosídeo, além da cianidina. A soja preta apresentou atividade antioxidante 70% superior à soja amarela pelo método de DPPH e 50% superior, pelo método de ORAC. O cozimento dos grãos reduziu em pelo menos 40% o teor de compostos fenólicos e a atividade antioxidante, tanto na soja preta como na amarela. Foi observada uma forte correlação entre os teores de CFT, flavonóides e a atividade antioxidante, antes e após o cozimento. Assim, o consumo de soja preta ou mesmo a produção de novos alimentos a partir desses grãos poderá oferecer ao consumidor a possibilidade de diversificar a sua dieta, introduzindo um alimento com a mesma qualidade nutricional da soja amarela e, possivelmente, maiores benefícios à saúde. Vislumbra-se a possibilidade de expansão do cultivo da soja preta, inclusive por pequenos produtores, criando um novo nicho de mercado para um alimento diferenciado. / Brazil is the second largest producer of soybean (Glycine max, L.), accounting for almost 30% of the world\'s production. Over 80% of the total production is destined to oil extraction and protein for human consumption. Soybean and soy-product consumption has been rising as an alternative to animal protein and due to its potential health benefits. Most of the scientific literature refers to yellow soybeans, while studies on black soybeans are still scarce. This project aimed to study and compare black and yellow soybeans, cultivated in Brazil in similar climatic and environmental conditions, as to their physical characteristics and chemical composition, including phenolic compounds and antioxidant activity. The effect of cooking on phenolic compounds and antioxidant activity was also investigated. No significant difference was observed between black and yellow soybeans as to nutrient content, fatty acid composition and physical characteristics, such as seed-weight, hydration capacity and cooking time. However, black soybeans had a much higher content of total phenolic compounds (TPC) and flavonoids than yellow soybeans. TPC and flavonoid contents in black soybeans were 4.78 mg gallic acid equivalents/g and 1.75 mg (+)-catechin equivalents/g, respectively. Yellow soybeans had on average 40% less TPC and approximately 60% less flavonoids. Unlike yellow soybeans which lack anthocyanins, black soybeans were found to have an average content of 0.92 mg cyanidin-3-O-glucoside equivalents/g. High performance liquid chromatography coupled to photodiode array and mass spectrometry detectors (HPLCDADMS/MS) was used to identify two anthocyanins, namely cyanidin-3-Oglucoside and peonidin-3-O-glucoside, and cyanidin. Black soybeans also showed a 70% higher DPPH-free radical scavenging activity than yellow soybeans, and a 50% higher ORAC value. Cooking reduced at least 40% of phenolic compounds and antioxidant capacity in all soybean samples, both black and yellow. High correlations between phenolic compositions and antioxidant activities were observed, before and after cooking. These results suggest that black soybean consumption or new processed food products from these crops may offer consumers an opportunity to diversify their diet with food nutritionally equivalent to yellow soybeans, but possibly with greater health benefits. The possibility of expanding black soybean cultivation, including small-scale production, may create a new market niche for a value-added food product.

Essa pesquisa buscou comparar as tecnologias transgênica (soja RR e manejo com glifosato) e convencional (soja e manejo convencionais) quanto à maior tolerância à ferrugem asiática (Phakopsora pachyrhizi) e obtenção de genótipos promissores para produtividade de grãos (PG) e tamanho das sementes (representado pelo peso de cem sementes, PCS). Foram avaliadas 200 progênies F2:5 e F2:6 oriundas de dois dialelos parciais 5 x 2, ambos com cinco genitores de alta produtividade de óleo (USP 70.108, USP 70.010, USP 70.113, USP 70.007 e USP 70.042) em cruzamentos com: (1) duas cultivares elites convencionais (BRS 133 e Conquista); (2) suas versões essencialmente derivadas transgênicas (BRS 245 RR e BRS Valiosa RR). Os experimentos envolveram: a) dois manejos com herbicidas, manejo convencional para soja convencional e manejo com glifosato para a soja RR; b) dois manejos de fungicidas, sendo um experimento com aplicações sucessivas de Opera & Nativo (O&N, para controle da ferrugem e das doenças de final de ciclo, DFC) e outro experimento com aplicações de Derosal para controle apenas das DFC. O efeito da ferrugem para cada genótipo foi expresso pela taxa de reação da ferrugem sobre a produtividade (FP) e o tamanho das sementes (FT), calculados pelas diferenças entre médias ajustadas de PG e PCS nos dois experimentos com fungicidas. As comparações foram feitas em análises de variância, testes de médias e de parâmetros de capacidade de combinação. O controle da ferrugem com fungicidas (O&N) resultou em maiores médias de PG e PCS. Houve grande variação entre os efeitos de capacidades geral e específica, com destaque dos genitores USP 70.108, USP 70.010 e BRS 133 para PG e FP. O genitor mais divergente e com dominância positiva para PG foi USP 70.042. As duas tecnologias foram numericamente semelhantes para tolerância à ferrugem (FP e FT). A tecnologia convencional apresentou a vantagem de ser estatisticamente mais produtiva (PG e PCS) do que a tecnologia transgênica. Por outro lado, a tecnologia transgênica tem a vantagem de ter uso mais fácil e menor custo de cultivo aos produtores. / This research aimed to compare the performance of transgenic (RR soybean and management with glyphosate) and conventional (conventional soybean and herbicides) technologies for tolerance to rust (Phakopsora pachyrhizi ) and obtaining promising genotypes for seed yield and size (represented by the weight of one hundred seeds, PCS). A total of 200 progenies were evaluated in F2:5 and F2:6 generations; these progenies were obtained in two partial diallel 5 x 2, both involving five parents with high oil yield (USP 70.108, USP 70.010, USP 70.113, USP 70.007 and USP 70.042) in crosses with: (1) two elites conventional cultivars (BRS 133 and Conquista); (2) their essentially derived transgenic versions (BRS 245 RR and BRS Valiosa RR). The experiments involved: a) two managements with herbicides: conventional management for conventional soybean and management based in glyphosate herbicide to RR soybean; b) two managements with fungicides: an experiment with successive applications of Opera & Native (O&N, fungicides that control rust and late season leaf diseases, DFC), and another experiment with Derosal applications (fungicide that controls only DFC). The effect of rust for each genotype was expressed by the rate of reaction to rust on seed yield (FP) and on seed size (FT) as calculated from the differences in seed yield (PG) and seed size (PCS) between adjusted means in the two experiments with different fungicides. The soybean genotypes were compared by analysis of variance, multiple comparisons and parameter estimation of combining ability. In general, the control of rust with fungicides (O&N) resulted in higher means of PG and PCS. There was great variation among the effects of general and specific combining abilities, with major outstanding of USP 70.108, USP 70.010, and BRS 133 parents for PG and FP. The parent USP 70.042 was the most divergent and showed positive dominance for PG. Both technologies were numerically similar for FP and FT. The conventional technology has the advantage to be statistically more productive (PG and PCS) than transgenic technology. However, the transgenic technology has the advantage to be easier to use and less expensive to soybean producers.