Strigolactones (SLs) are a class of plant hormones regulating several aspects of plant growth and development according to nutrient availability, particularly the modulation of root and shoot architectures. Under nutrient deficiency, SLs are abundantly released into the soil to recruit a plant-beneficial partner, arbuscular mycorrhizal fungi (AMF), and establish plant-AMF symbiosis that provides the plant with minerals and water. However, released SLs are also seed germination signals for the root parasitic plants Orobanchacea family and pave their way to the host plants’ roots. “New comers” in the field of plant hormones, their large structural variety intrigues and led to ask why plants produce many different types of SLs. In this work, we generated tools that can help to link the SL structural diversity with their biological function(s). The most common way to evaluate SL activity is based on their ability to be parasitic seeds’ germination stimulants. Despite being the most sensitive assay for SL quantification, parasitic seed-based bioassays are laborious and time-consuming as performed usually manually. Therefore, we developed a detection algorithm, SeedQuant, which identifies and counts germinated and non-germinated seeds 600 times faster than a trained human; thus, reducing the data processing from days down to minutes. To gain quantitative insights in SL perception, depending on the structural diversity, we developed a precise and detailed protocol for the use of a genetically encoded biosensor in Arabidopsis protoplast, StrigoQuant. StrigoQuant takes advantage of the SL-dependent degradation of the repressor protein AtSMXL6 coupled with luciferase reporter proteins. We also tried to adapt this molecular sensor to the rice repressor protein D53, but the use of rice protoplasts made it very challenging. Moreover, to better understand the later steps in SL biosynthesis in vivo, we generated CRISPR/Cas9-based rice mutants and shed light on the biological function of different SLs at the organismal level. MAX1-900 mutants defined the minor role of the canonical SL 4-deoxyorobanchol (4DO) - a major plant SL - in determining rice architecture, while being a crucial contributor to rhizospheric interactions. Finally, we reviewed other strategies to decipher plant signaling pathways in general.

Le riz (Oryza sativa L) est la source principale d'alimentation pour plus de la moitié de la population mondiale (Khush, 2005). La production de riz devrait augmenter de plus de 40% en 2030 pour satisfaire la demande de croissance de la population. Chaque année, environ 25% de la production est perdue à cause des insectes ravageurs, des maladies et des mauvaises herbes (Khus, 2005). Des pertes semblables sont dues aux stress abiotiques comme la sécheresse. L'objectif de mon travail de thèse a consisté à étudier la fonction de deux facteurs de transcription (FT) à boîte MADS OsMADS25 et OsMADS26 dans la réponse aux stress ou dans le développement. Pour cela, j'ai généré des lignées de riz surexprimant les ADNc codant ces FT et aussi des lignées interférées pour le gène OsMADS26 en utilisant deux GST différentes pour induire de l'ARN interférence destiné à détruire les ARNm OsMADS26. Dans le cas du gène OsMADS25 qui appartient à un groupe de cinq gènes phylogénétiquement proches, j'ai généré des plantes exprimant la protéine OsMADS25 fusionnée avec le motif répresseur dominant de la transcription EAR. Les lignées T2 exprimant le FT OsMADS25 fusionné au motif EAR présentent un phénotype semblable à celui d'une lignée d'insertion de TDNA dans ce gène. Ces plantes sont caractérisées par une forte réduction du nombre de leur talle et par une hauteur plus importante de la talle principale. Les plantes qui surexpriment OsMADS25 natif ne présentent pas de phénotype particulier. Ceci suggère que le gène OsMADS25 pourrait être impliqué dans la régulation du nombre de talles chez le riz bien qu'il soit exprimé au niveau de la racine. Le mode d'action du gène OsMADS25 sur le contrôle du développement des méristèmes axillaire du riz reste à préciser. Les lignées interférées OsMADS26 présentent une meilleure résistance à Magnaporthe oryzae (Mo) et à Xanthomonas oryzae pv. Oryzae (Xoo), deux principaux pathogènes du riz, et aussi une meilleure capacité de restauration après l'application d'un stress hydrique par rapport aux lignées témoin tandis que les lignées surexprimant OsMADS26 sont plus sensibles à ces stress. Les analyses de QPCR et du transcriptome que nous avons effectuées ont mis en évidence l'expression constitutive plus élevée dans les lignées interférées de plusieurs gènes de réponse aux stress biotique et abiotique. Ces résultats suggèrent que OsMADS26 pourrait être un inhibiteur général des mécanismes de défense de la plante et que les plantes interférée OsMADS26 sont dans un statut physiologique de type primed-like qui leur permettent d'être plus résistantes aux stress. Les lignées interférées pour OsMADS26 sont très peu affectées dans leur développement. Le gène OsMADS26 est donc un gène très intéressant pour les programmes d'amélioration du riz / MADS-box transcription factors (TF) have been mostly characterized for their involvement of plant development such as floral organogenesis and flowering time. Some of them are involved in stress related developmental processes such as abscission, fruit ripening and senescence. Overexpression of the rice OsMADS26 TF suggested a function in stress response. Here we report that OsMADS26 interfered lines presented a better resistance against two major pathogens of rice, Xanthomonas oryzae (Xoo) and Magnaportae oryzae (Mo) and a better recovery capacity after a water stress period. Transcriptome analysis revealed that several biotic and abiotic stresses related genes were up regulated in OsMADS26 interfered lines. In addition QPCR analysis showed that the expression of a set of biotic and abiotic genes was induced when OsMADS26 interfered lines were infected by Xoo or submitted to a water stress. This indicated that OsMADS26 is a negative regulator of biotic and abiotic stress response in rice. Taking in account the data previously published that showed that inducible overexpression of OsMADS26 resulted in the activation of expression of genes involved in jasmonic acid or reactive oxygen species biosynthesis, we postulate that OsMADS26 may be a hub regulator of stress response in rice and that it may be posttranscriptional regulated to modulate negatively or positively rice response to various stresses.In addition we have shown in this thesis that an insertion mutant line disrupting the OsMADS25 gene is characterized by a reduced number of tiller. This phenotype was also obtained in transgenic lines expressing the OsMADS25 transcription factor fused with a dominant motif inhibitor of transcription. Thissuggested that OsMADS25 is involved in the control of tiller development in rice.Key words: Rice, stress, blast, tillering, MADS-box, transcription factor, OsMADS26, OsMADS25, transcriptome

O Departamento de Genética da Escola Superior de Agricultura \"Luiz de Queiroz\" - ESALQ/USP possui um banco de germoplasma de arroz com aproximadamente 460 acessos, oriundos de diferentes instituições de pesquisa do Brasil e do mundo. Desses, cerca de 190 acessos pertenciam ao Japão, 142 são de origem Filipina e os demais são variedades crioulas e cultivares brasileiras. Tais acessos estão passando por uma extensa pesquisa científica afim de obter informações a respeito de sua origem, diversidade e estruturação genética. Este trabalho teve como objetivo estudar a diversidade genética e fazer uma análise de associação genômica ampla (GWAS) de características diversas dos acessos, a fim de conhecer a diversidade e estrutura genética dos mesmos e as regiões genômicas responsáveis pelo controle de características que poderiam ser utilizadas em programas de melhoramento. A genotipagem foi realizada utilizando marcadores SNPs (Single Nucleotide Polimorfism) gerados por meio da tecnologia DArTseq (Diversity Arrays Sequence) de genotipagem por sequenciamento (GBS). A Diversidade genética da população foi analisada por meio do pacote \"hierfstat\", implementado no Software R, onde foram utilizados 269 acessos (os acessos de origem Filipina e Brasileira). Para as análises de associação foram utilizados os 142 acessos filipinos. A instalação dos experimentos de caracterização fenotípica foi realizada em áreas de cultivo de sequeiro, na área experimental do Departamento de Genética da ESALQ/USP em dois anos agrícolas. O delineamento experimental foi de blocos aumentados, sendo realizados os tratos culturais recomendados para a cultura. Os acessos foram caracterizados de acordo com descritores indicados pelo IBPGR - IRRI (Rice Advisory Committee). Os caracteres avaliados foram: Número de dias para a emergência (NDE); Número de dias para o florescimento (NDF); Ciclo total da planta (CTP); Massa de cem sementes (MCS); Produtividade de grãos (PG); Comprimento do colmo (CC); Número de Perfilhos (NP); Comprimento e Largura da folha bandeira (CFB e LFB); Altura de planta na maturidade (APM); Comprimento da Panícula (CP); Comprimento e largura da espigueta (CE e LE); Número de ramificações por panícula (NRP). Os dados coletados foram analisados através do software R (R DEVELOPMENT CORE TEAM, 2018). O Banco de Germoplasma de arroz da ESALQ/USP é uma potencial e importante fonte de acessos que podem ser incorporados aos programas de melhoramento, haja vista, o número de acessos e a diversidade genética existente. Não foram identificadas duplicatas entre os acessos avaliados, sendo assim justificável manter-se todos eles na coleção nuclear do Banco. A Análise Discriminante dos Componentes Principais (DAPC) sugeriu a formação de 5 subgrupos genéticos principais na população de estudo de diversidade genética, já a população estudada para análise de associação pode ser subdividida em 3 grupos em função da análise de componentes principais e foram identificados 33 SNP´s associados a oito caracteres quantitativos avaliados nos acessos. A tecnologia de genotipagem por sequenciamento como a DarT-seq mostrou grande eficiência no estudo de diversidade genética e no estudo de associação genômica ampla nos genótipos de arroz testados. / The Department of Genetics of the \"Luiz de Queiroz\" College of Agriculture - ESALQ / USP has a rice germplasm bank with approximately 460 accessions, coming from different research institutions in Brazil and the world. Of these, about 190 accessions belonged to Japan, 142 are of Filipino origin and the others are Creole varieties and Brazilian cultivars. Such accesses are undergoing extensive scientific research in order to obtain information regarding their origin, diversity and genetic structuring. The objective of this work was to study genetic diversity and to perform an analysis of broad genomic association (GWAS) of different characteristics of the accessions, in order to know the diversity and genetic structure of the same and to know genomic regions responsible for the control of characteristics that could be used in breeding programs. Genotyping was performed using single nucleotide polymorphisms (SNPs) generated by sequencing genotyping (GBS) DArTseq (Diversity Arrays Sequence) technology. The genetic diversity of the population was analyzed through the \"hierfstat\" package, implemented in Software R, where 269 accessions (the accesses of Philippine and Brazilian origin) were used. For the analysis of association, the 142 Filipino accessions were used. The establishment of the phenotypic characterization experiments was carried out in rainfed areas, at the experimental farm of the Department of Genetics of ESALQ / USP, in two agricultural years. The experimental design was of increased blocks, being the cultural treatments recommended for the culture. The accesses were characterized according to descriptors indicated by IBPGR - IRRI (Rice Advisory Committee). The evaluated characters were: Number of days for the emergency (NDE); Number of days for flowering (NDF); Total plant cycle (CTP); One hundred seed mass (MCS); Grain yield (PG); Height of high (CC); Number of Profiles (NP); Length and width of the flag leaf (CFB and LFB); Height of plant at maturity (APM); Panicle Length (CP); Length and width of the spikelet (CE and LE); Number of branches per panicle (NRP). The collected data were analyzed through the software R (R DEVELOPMENT CORE TEAM, 2018). The Rice Germplasm Bank of ESALQ / USP is a potential and important source of access that can be incorporated into breeding programs, presence, number of hits and a possible genetic model. No duplicates were used between the accesses evaluated and thus justified. The Principal Components Discriminant Analysis (DAPC) suggested the formation of 5 major genetic subgroups in its genetic study series, already the population studied for analysis of association can be subdivided into 3 groups as a function of the analysis of main components and 33 SNP\'s associated to eight quantitative traits evaluated in the accessions were identified. Sequencing genotyping technology such as DarT-seq showed great efficiency in the study of genetic diversity and in the study of broad genomic association in the tested rice genotypes.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / In tropical regions, where there is a high incidence of light, electrons can accumulate in the transport chain (PET) producing large quantities of H 2 O 2 and other ROS, which might generate photodamage and photoinhibition. To survive to these challenges, plants have developed several mechanisms to mitigate the excess energy in photosystems, besides having an efficient machinery for removal of excess H 2 O 2 , which includes cytosolic APX (cAPX). However, double - silenced rice plants for cAPX (OsAPX1/2) do not show large differences in morpho - phenotype when compared to non - transformed (NT), although OsAPX1/2 presents induction of expression on several proteins re lated to photosynthesis. The physiological implications of this induction, as well as its consequences for OsAPX1/2 resistance against stresses of high light (HL), are still poorly known. Aiming to clarify the role of cAPx in pho tosynthesis, OsAPX1/2 plant s were produced, subjected to 24 hours of HL (2 , 000 μ mol m - 2 s - 1 ) and studied for the expression and activity of proteins related to photosynthesis , ph otorespira tion and redox homeostasis . The amount of several PET proteins (Lhcb1, PsbO, Psb P, PsbQ, PSAC, P C, FNR and FDX) and Chl and Pheo were increased in OsAPX1/2 in normal growth conditions, however without causing changes in the in vivo photochemistry activity parameters (Fv /Fm and ΔFm/Fm'). In contrast, expression of proteins associated with Calvin - Benso n cycle (Rls, ativase RBC) and rubisco carboxylation activity ( in vivo and in vitro ) were not altered in mutants under normal growth conditions . In HL, the expression of proteins related to photosynthesis was strongly repressed in all genotypes , as well as gas exchange parameters and Fv/Fm, the latter being strong indication of photoinhibition. Moreover, proteins related to photorespiration showed increased expression/activity in response to HL in NT and maintenance of already high levels in OsAPX1/2. In OsAPX1/2 t h e expression and activity of chloroplastic Cu/Zn - SOD showed a similar response exhibited by photorespiration - related proteins, although the activity of thylakoid APX has been greatly reduced, meaning deficiency in water - water cycle. Taken togeth er, these data demonstrate that induction of expression of proteins related PET in OsAPX1/2 plants may represent a compensatory mechanism for maintaining the photosynthetic activity levels similar to NT. Moreover, in HL, it is possible that the increased e xpression of photorespiration - related proteins in OsAPX1/2 acts as alternative electron sink, compensating the deficiency in the water - water cycle from these plants / Em regiÃes tropicais, onde existe alta incidÃncia luminosa, os elÃtrons podem se acumular na cadeia transportadora (PET) produzindo grandes quantidades de H 2 O 2 e outras ROS, que podem gerar fotodano e fotoinibiÃÃo. Para sobreviver a esse desafio, plantas desenvolveram vÃrios mecanismos de atenuaÃÃo do excesso de energia nos fotossistemas, alÃm de contar com uma eficiente ma quinaria de remoÃÃo do excesso de H 2 O 2 , da qual fazem parte as APX citosÃlicas (cAPX). Entretanto, plantas duplamente silenciadas para as cAPX (OsAPX1/2) nÃo apresentam grandes diferenÃas morfo - fenotÃpicas quando comparadas Ãs nÃo transformadas (NT), embor a OsAPX1/2 apresente induÃÃo de expressÃo de diversas proteÃnas relacionadas com a fotossÃntese, comparadas com as NT. As implicaÃÃes fisiolÃgicas dessa induÃÃo, assim como suas consequÃncias para a resistÃncia de OsAPX1/2 contra estresses de alta luz (HL) , ainda sÃo pouco conhecidas. Objetivando clarificar o papel das cAPx na fotossÃntese, plantas de arroz OsAPX1/2 foram produzidas, submetidas a 24 horas de HL (2000 μ mol m - 2 s - 1 ) e estudadas quanto à expressÃo e atividade de proteÃnas relacionadas com a fotossÃntese, fotorespiraÃÃo e homeostase redox. A quantidade de diversas proteÃnas da PET (Lhcb1, PsbO, PsbP, PsbQ, PSAC, PC, e FDX FNR), bem como teores de Chl e Pheo foram aum entadas em OsAPX1/2 em condiÃÃes normais de crescimento sem causar alteraÃÃes nos parÃmetros de atividade fotoquÃmica in vivo (Fv/Fm e Δ Fm/Fm'). Em contraste, as proteÃnas relacionadas com expressÃo ciclo de Calvin - Benson (Rls, ativase de Rbc) e a ativida de de carboxilaÃÃo da rubisco ( in vivo e in vitro ) nÃo foram alterados nos mutantes em condiÃÃes normais de crescimento. Em HL, a expressÃo de proteÃnas relacionadas com fotossÃntese foi fortemente reprimida em ambos os genÃtipos, assim como os parÃmetros de trocas gasosas e Fv/Fm, sendo esse Ãltimo forte indÃcio de fotoinibiÃÃo. Por outro lado, as proteÃnas relacionadas com a fotorespiraÃÃo, ou mostraram aumento na expressÃo/atividade em resposta à luz elevada (NT) ou manutenÃÃo de nÃveis jà elevados (OsAP X1/2) . A expressÃo e atividade de Cu/Zn - SOD de cloroplastos mostrou resposta similar a exibida pelas proteÃnas da fotorespiraÃÃo, embora a atividade de APX de tilacÃides tenha sido fortemente reduzida em OsAPX1/2, evidenciando deficiÃncia no ciclo Ãgua - Ãgu a. Tomados em conjunto, estes dados demonstram que a induÃÃo da expressÃo de proteÃnas relacionadas com o PET em OsAPX1/2 pode representar um mecanismo compensatÃrio para a manutenÃÃo da atividade fotossintÃtica aos nÃveis da NT. Por outro lado, sob HL, à possÃvel que o aumento da expressÃo de proteÃnas associadas com fotorespira ÃÃo em OsAPX1/2 atue como dissipador alternativo de elÃtrons, compensando a deficiÃncia no ciclo da Ãgua - Ãgua dessas plantas

Submitted by Carla Ferreira (carlaferreira66@gmail.com) on 2014-07-30T15:29:46Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) DISSERTAcaO - Flavia Araujo da Fonseca (1).pdf: 4708214 bytes, checksum: b5ca7b2d93403cf243f69a959f3e4ecd (MD5) / Made available in DSpace on 2014-07-30T15:29:46Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) DISSERTAcaO - Flavia Araujo da Fonseca (1).pdf: 4708214 bytes, checksum: b5ca7b2d93403cf243f69a959f3e4ecd (MD5) Previous issue date: 2009-11-16 / CAPES / The technique of parboiling represents more than 20% of the total rice industrialized in Brazil, and that this portion is increasing need for improvements in it processing. The parboiled rice is nutritional and economic advantages, and various changes that this process causes the grain are linked to the techniques employed. Inefficiencies and inexperience in the actions not only negate the advantages described, such as reducing the nutritional value of cereal. Therefore, it is necessary to adjust the operational parameters to the characteristics of raw material, in order to obtain success in the process, because the isotherms of hydration depends on several factors and different for each cultivar and each bit pattern. This study aimed to establish whether there is the influence of the variable soaking (temperature and immersion time) on the quality technology (absorption rate of water content, dry solids and pH of the water immersion of soaking; index opening shell of the grains, degree of polishing, the income benefit, whole grain, defect analysis, color and test firing), chemical moisture, ash, crude proteins, crude fiber, lipids, carbohydrates, minerals and amylose content) and sensory cultivars upland rice cultivars BRS Primavera and BRS Sertaneja. For each cultivar was used a central composite rotational design (DCCR), which includes a factor of 22 over three replications at the central point and axial 4, totaling 11 treatments. As the temperature increased (mainly at the gelatinization temperature) and immersion time increased: the rate of water absorption, the rate of opening of the shell of the grains, the degree of polishing, the income benefit, income integer, the incidence of damaged grains, bananas and whole grains and translucent became easier to visualize the stained grains and chopped, the values of L *, b *, a * and ∆E *. The parboiled rice cv. BRS Primavera showed higher ash content, however the phosphorus, manganese, potassium and zinc did not change and the magnesium, calcium and copper reduced compared to white rice. For cv. BRS Folk parboiled rice had a higher content of ash, protein, fat and fiber, but the amount of manganese, potassium and zinc did not change compared to white rice. The levels of magnesium, calcium and copper reduced and phosphorus increased. The samples had grains loose and soft, higher yield and cooking time that the samples of white rice. Global acceptance of parboiled cooked values were constant between the two cultivars, ranging in scale adopted between indifferent and like moderately. / A técnica da parboilização representa mais de 20% do total do arroz industrializado no Brasil, e para que esta parcela aumente há necessidade de aperfeiçoamentos no seu processamento. O arroz parboilizado tem vantagens econômicas e nutricionais, e diversas modificações que este processo provoca no grão estão vinculadas às técnicas empregadas. Ineficiências e inexperiências nas ações não só podem anular as vantagens descritas, como reduzir o valor alimentício do cereal. Portanto, é necessário ajustar os parâmetros operacionais às características da matéria prima, para que se obtenha êxito no processo, pois as isotermas de hidratação dependem de vários fatores, sendo diferentes para cada cultivar e cada combinação binária. Este trabalho objetivou verificar se existe a influência das variáveis de encharcamento (temperatura e tempo de imersão) sobre as características de qualidade tecnológica (índice de absorção de água; teor de sólidos totais secos e pH na água de imersão do encharcamento; índice de abertura da casca dos grãos; grau de polimento, renda do benefício, rendimento de inteiros; análise de defeitos, cor e teste de cocção), química (umidade, cinzas, proteína bruta, fibra bruta, extrato etéreo, carboidratos, minerais e o teor de amilose) e sensorial das cultivares de terras altas BRS Primavera e BRS Sertaneja. Para cada cultivar foi empregado um Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR), que inclui um fatorial de 22 mais três repetições no ponto central e 4 axiais, totalizando 11 tratamentos. À medida que aumentou a temperatura (principalmente na faixa de temperatura de gelatinização) e o tempo de imersão, aumentaram: o índice de absorção de água, o índice de abertura da casca dos grãos, o grau de polimento, a renda do benefício, o rendimento de inteiros; a incidência de grãos danificados, grãos bananas e grãos translúcidos e tornou-se mais fácil a visualização dos grãos manchados e picados; os valores de L*, b*, a* e ∆E*. O arroz parboilizado da cv. BRS Primavera apresentou maior conteúdo de cinzas, porém os teores de fósforo, manganês, potássio e zinco não alteraram e os de magnésio, cálcio e cobre reduziram em relação ao arroz branco. Para a cv. BRS Sertaneja o arroz parboilizado apresentou maior conteúdo de cinzas, proteínas, lipídios e fibra bruta, porém a quantidade de manganês, potássio e zinco não alteraram em relação ao arroz branco. Os teores de magnésio, cálcio e cobre reduziram e os de fósforo aumentaram. As amostras apresentaram grãos soltos e macios, maior rendimento e tempo de cocção que as amostras de arroz branco. A aceitação global do parboilizado cozido apresentou valores homogêneos entre as duas cultivares, variando na escala adotada, entre indiferente e gostei moderadamente.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Estudar a eficiÃncia do uso da Ãgua (EUA), a eficiÃncia econÃmica e os indicadores de rentabilidade na cultura do arroz (Oryza sativa, L.), foram os principais objetivos deste trabalho, realizado no PerÃmetro Irrigado de Morada Nova, CearÃ, no perÃodo de julho a dezembro de 2003. Estabeleceu-se a cultura do arroz cultivar EPAGRI 109, em unidades de solo com texturas areia-franca, franca e argilo-siltosa, sendo esta, em duas Ãreas, as quais denominaram-se I e II. Utilizaram-se calhas Parshall e sifÃes de plÃstico como instrumentos para mediÃÃo e aplicaÃÃo de Ãgua aos tabuleiros. O sistema de irrigaÃÃo utilizado foi inundaÃÃo. Os dados utilizados na anÃlise econÃmica foram de levantamentos de custos e receitas pertinentes à cada uma das unidades avaliadas. O perÃodo de irrigaÃÃo do cultivo de arroz para as condiÃÃes de solo e clima no Distrito de IrrigaÃÃo Morada Nova situa-se em torno de 120 dias, perÃodo este que deve ser tomado como referÃncia para o planejamento da irrigaÃÃo. A eficiÃncia de uso da Ãgua para os solos de textura leve apresentou valores mÃdios de 0,2 kg.m-3; jà para os solos de textura pesada, de 0,43 kg.m-3. A eficiÃncia de aplicaÃÃo de Ãgua na unidade textural argilo-siltosa, solo adequado ao cultivo de arroz apresentou um valor mÃdio de 66%. Na unidade textural areia franca, porÃm, solo sem aptidÃo ao cultivo do arroz, a eficiÃncia de aplicaÃÃo foi apenas de 35%, considerando-se em ambos os casos, somente os eventos de irrigaÃÃo sem dÃficit. A rentabilidade lÃquida de cada mil m3 , utilizando a metodologia de cobranÃa de Ãgua derivada e aplicada, mostrou-se superior nos solos argilo-siltosos com valores entre R$ 179,0 e R$ 94,0, enquanto os solos de textura mais leve esta rentabilidade nÃo ultrapassou os R$ 58,0. A receita lÃquida obtida em 1,0 ha de arroz na unidade textural areia franca (R$1.900,00), comparativamente ao valor obtido na unidade textural argilo-siltosa (R$2.400,00), incentiva o cultivo de arroz em solos sem aptidÃo para a cultura, porquanto o sistema de cobranÃa de Ãgua atualmente em vigor, leva em consideraÃÃo a Ãrea irrigada e nÃo o volume de Ãgua aplicada. A anÃlise da rentabilidade nas unidades texturais areia franca e argilo-siltosa, demonstrou a viabilidade do cultivo do arroz para ambas as unidades, em base aos critÃrios convencionais da anÃlise de investimento, porÃm, simulando-se uma remuneraÃÃo mensal do produtor no valor de R$ 240,0, o plano de cultivo na unidade textural areia-franca à inviÃvel, conforme os resultados obtidos: relaÃÃo benefÃcio custo (B/C) 0,98; valor presente lÃquido (VPL) -603,9 e taxa interna de retorno (TIR) 3,5%. Na unidade textural argilo-siltosa, porÃm, os indicadores se mostraram viÃveis: B/C 1,145, VPL R$ 4.204,1 e TIR 60,33%. / The main objective of this study was to determine the water use efficiency, the economic efficiency and the profit indexes for rice (Oryza sativa, L.) in the Morada Nova Irrigation District, state of CearÃ, Brazil, from July to December, 2003. EPAGRI 109 cultivar was cropped in three different soil units: sandyloam, silt and clay loam, the last two called units I and II, respectively. Parshall flumes and siphon tubes were used to measure and apply water to the field basins. The irrigation system used was basin irrigation (inundation). Data used for the economical analysis were obtained from costs and revenues surveyed in each plot evaluated. Irrigation period for planning for the soil and climate conditions of Morada Nova was 120 days. The water use efficiency for sandy soils presented average values of 0.2 kg.m-3; in the case of heavy soils such value was 0.43 kg.m-3. The water application efficiency for clay-loam soils was 66% in average, whereas for sandy-loam was 35%, considering, in both cases, irrigation without deficit. Net profit for a thousand cubic meter, using diverted and applied water methodology, showed superiority for clay-loam soils with values between R$179,00 and R$94,00, while for sandy soils the values were less than R$58,00. Profit analysis for sandy-loam and clay-loam showed feasibility for both soil units, based on conventional criteria of investment analysis, but considering in the simulation a minimum wage of R$240,00/worker, crop plan for the sandy-loam unit was not feasible, according to the obtained results: cost-benefit relation (B/C) equal to 0.98; net present value (VPL) of â 603.9 and âinternal rate of returnâ (TIR) equal to 3.5%. For the case of clay-loam soil the indexes presented feasibility: B/C = 1.145; VPL = R$4.204,10 and TIR = 60.33%.

Nos últimos anos, a lavoura de arroz irrigado no estado do RS aumentou a produtividade em mais de 2,0 Mg ha-1. Este avanço se deve principalmente a alterações no manejo do solo, da cultura e da adubação e à utilização de cultivares modernas, com potencial produtivo cada vez mais alto. Entretanto, deve-se continuar a busca por práticas capazes de aumentar a produtividade do arroz irrigado e, principalmente, a sua sustentabilidade ao longo do tempo. Sistemas de rotação e sucessão de culturas podem ser alternativas viáveis. Diante disso, o objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho agronômico de sistemas de rotação e sucessão de culturas com o arroz irrigado e soja e desenvolver práticas de manejo de culturas capazes de aumentar a sustentabilidade das áreas de várzea utilizadas para a produção de arroz irrigado no estado do RS. Foi, então, conduzido experimento a campo nas safras 2007/08 e 2008/09 na Estação Experimental do Arroz do Instituto Rio Grandense do Arroz, no município de Cachoeirinha-RS. Os tratamentos constaram de três coberturas de solo no inverno, pousio, azevém e azevém + cornichão, e arroz irrigado e soja, no verão, em dois níveis de adubação, em delineamento em blocos casualizados, com parcelas subdivididas com três repetições. Avaliaram-se os seguintes sistemas de rotação e sucessão de culturas: arroz/coberturas de solo/arroz, arroz/coberturas de solo/soja, soja/coberturas de solo/arroz, soja/coberturas de solo/soja. O rendimento do arroz em rotação com soja foi beneficiado em relação à sua sucessão ao próprio arroz. As coberturas de solo no inverno, não constituíram problema para o estabelecimento da cultura do arroz, desde que bem manejadas e a soja é uma alternativa viável para as áreas de várzea, podendo alcançar elevados rendimentos. / In the last few years, flooed rice yields in the state of Rio Grande do Sul – Brazil improved more than 2,0 Mg ha-1. This improvement is mainly due modifications in the soil, culture and nutrition management and the utilization of modern rice cultivars with even more yield potential. However, it is necessary to continue searching for better management practices to enable increase flooded rice productivity, and farming sustainability along time. Culture rotation and succession systems may be valuable alternatives. The objectives of this research were to evaluate the agronomic performance of rotation and succession systems with rice and soybean and to develop management practices to increase the sustainability of lowland areas used for flooded rice cultivation in the State. A field experiment was conducted in 2007/08 and 2008/09 harwest years at Rice Experimental Station of Rice Rio-Grandense Institute (IRGA), in Cachoeirinha - RS. Treatments were three winter cover crops: fallow, ryegrass and ryegrass + birdsfoot trefoil, and flooded rice and soybean, in the summer, with two fertilization levels, arranged in a split-plot design. The follow crop systems were evaluated: rice/cover crops/rice, rice/cover crops/soybean, soybean/cover crops/rice, and soybean/cover crops/soybean. Rice yield in rotation with soybean was higher than rice yield after rice cultivation; well managed winter cover crops were not problem for rice establishment; and soybean showed as a good alternative for low land areas, where can reach high yields.

COLARES, Daniel Santana. Análise técnico-econômica do cultivo do arroz no perímetro irrigado Morada Nova, Ceará. 2004. 58 f. : Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências Agrárias, Departamento de Engenharia Agrícola, Fortaleza-CE, 2004. / Submitted by demia Maia (demiamlm@gmail.com) on 2016-06-20T12:57:34Z No. of bitstreams: 1 2004_dis_dscolares.pdf: 448942 bytes, checksum: 78b6b3820fccc6db2bddef9b9ec5db7a (MD5) / Approved for entry into archive by demia Maia (demiamlm@gmail.com) on 2016-06-20T13:00:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2004_dis_dscolares.pdf: 448942 bytes, checksum: 78b6b3820fccc6db2bddef9b9ec5db7a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-20T13:00:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2004_dis_dscolares.pdf: 448942 bytes, checksum: 78b6b3820fccc6db2bddef9b9ec5db7a (MD5) Previous issue date: 2004 / The main objective of this study was to determine the water use efficiency, the economic efficiency and the profit indexes for rice (Oryza sativa, L.) in the Morada Nova Irrigation District, state of Ceará, Brazil, from July to December, 2003. EPAGRI 109 cultivar was cropped in three different soil units: sandyloam, silt and clay loam, the last two called units I and II, respectively. Parshall flumes and siphon tubes were used to measure and apply water to the field basins. The irrigation system used was basin irrigation (inundation). Data used for the economical analysis were obtained from costs and revenues surveyed in each plot evaluated. Irrigation period for planning for the soil and climate conditions of Morada Nova was 120 days. The water use efficiency for sandy soils presented average values of 0.2 kg.m-3; in the case of heavy soils such value was 0.43 kg.m-3. The water application efficiency for clay-loam soils was 66% in average, whereas for sandy-loam was 35%, considering, in both cases, irrigation without deficit. Net profit for a thousand cubic meter, using diverted and applied water methodology, showed superiority for clay-loam soils with values between R$179,00 and R$94,00, while for sandy soils the values were less than R$58,00. Profit analysis for sandy-loam and clay-loam showed feasibility for both soil units, based on conventional criteria of investment analysis, but considering in the simulation a minimum wage of R$240,00/worker, crop plan for the sandy-loam unit was not feasible, according to the obtained results: cost-benefit relation (B/C) equal to 0.98; net present value (VPL) of – 603.9 and “internal rate of return” (TIR) equal to 3.5%. For the case of clay-loam soil the indexes presented feasibility: B/C = 1.145; VPL = R$4.204,10 and TIR = 60.33%. / Estudar a eficiência do uso da água (EUA), a eficiência econômica e os indicadores de rentabilidade na cultura do arroz (Oryza sativa, L.), foram os principais objetivos deste trabalho, realizado no Perímetro Irrigado de Morada Nova, Ceará, no período de julho a dezembro de 2003. Estabeleceu-se a cultura do arroz cultivar EPAGRI 109, em unidades de solo com texturas areia-franca, franca e argilo-siltosa, sendo esta, em duas áreas, as quais denominaram-se I e II. Utilizaram-se calhas Parshall e sifões de plástico como instrumentos para medição e aplicação de água aos tabuleiros. O sistema de irrigação utilizado foi inundação. Os dados utilizados na análise econômica foram de levantamentos de custos e receitas pertinentes à cada uma das unidades avaliadas. O período de irrigação do cultivo de arroz para as condições de solo e clima no Distrito de Irrigação Morada Nova situa-se em torno de 120 dias, período este que deve ser tomado como referência para o planejamento da irrigação. A eficiência de uso da água para os solos de textura leve apresentou valores médios de 0,2 kg.m-3; já para os solos de textura pesada, de 0,43 kg.m-3. A eficiência de aplicação de água na unidade textural argilo-siltosa, solo adequado ao cultivo de arroz apresentou um valor médio de 66%. Na unidade textural areia franca, porém, solo sem aptidão ao cultivo do arroz, a eficiência de aplicação foi apenas de 35%, considerando-se em ambos os casos, somente os eventos de irrigação sem déficit. A rentabilidade líquida de cada mil m3 , utilizando a metodologia de cobrança de água derivada e aplicada, mostrou-se superior nos solos argilo-siltosos com valores entre R$ 179,0 e R$ 94,0, enquanto os solos de textura mais leve esta rentabilidade não ultrapassou os R$ 58,0. A receita líquida obtida em 1,0 ha de arroz na unidade textural areia franca (R$1.900,00), comparativamente ao valor obtido na unidade textural argilo-siltosa (R$2.400,00), incentiva o cultivo de arroz em solos sem aptidão para a cultura, porquanto o sistema de cobrança de água atualmente em vigor, leva em consideração a área irrigada e não o volume de água aplicada. A análise da rentabilidade nas unidades texturais areia franca e argilo-siltosa, demonstrou a viabilidade do cultivo do arroz para ambas as unidades, em base aos critérios convencionais da análise de investimento, porém, simulando-se uma remuneração mensal do produtor no valor de R$ 240,0, o plano de cultivo na unidade textural areia-franca é inviável, conforme os resultados obtidos: relação benefício custo (B/C) 0,98; valor presente líquido (VPL) -603,9 e taxa interna de retorno (TIR) 3,5%. Na unidade textural argilo-siltosa, porém, os indicadores se mostraram viáveis: B/C 1,145, VPL R$ 4.204,1 e TIR 60,33%.

COLARES, Daniel Santana. Análise técnico-econômica do cultivo do arroz no perímetro irrigado Morada Nova, Ceará. 2004. 58 f. Dissertação (Mestrado em engenharia agrícola)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2004. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-06-17T17:44:13Z No. of bitstreams: 1 2004_dis_dscolares.pdf: 455698 bytes, checksum: cb31059ac73e1be646455f36520e8374 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2016-07-21T20:08:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2004_dis_dscolares.pdf: 455698 bytes, checksum: cb31059ac73e1be646455f36520e8374 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-21T20:08:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2004_dis_dscolares.pdf: 455698 bytes, checksum: cb31059ac73e1be646455f36520e8374 (MD5) Previous issue date: 2004 / The main objective of this study was to determine the water use efficiency, the economic efficiency and the profit indexes for rice (Oryza sativa, L.) in the Morada Nova Irrigation District, state of Ceará, Brazil, from July to December, 2003. EPAGRI 109 cultivar was cropped in three different soil units: sandyloam, silt and clay loam, the last two called units I and II, respectively. Parshall flumes and siphon tubes were used to measure and apply water to the field basins. The irrigation system used was basin irrigation (inundation). Data used for the economical analysis were obtained from costs and revenues surveyed in each plot evaluated. Irrigation period for planning for the soil and climate conditions of Morada Nova was 120 days. The water use efficiency for sandy soils presented average values of 0.2 kg.m-3; in the case of heavy soils such value was 0.43 kg.m-3. The water application efficiency for clay-loam soils was 66% in average, whereas for sandy-loam was 35%, considering, in both cases, irrigation without deficit. Net profit for a thousand cubic meter, using diverted and applied water methodology, showed superiority for clay-loam soils with values between R$179,00 and R$94,00, while for sandy soils the values were less than R$58,00. Profit analysis for sandy-loam and clay-loam showed feasibility for both soil units, based on conventional criteria of investment analysis, but considering in the simulation a minimum wage of R$240,00/worker, crop plan for the sandy-loam unit was not feasible, according to the obtained results: cost-benefit relation (B/C) equal to 0.98; net present value (VPL) of – 603.9 and “internal rate of return” (TIR) equal to 3.5%. For the case of clay-loam soil the indexes presented feasibility: B/C = 1.145; VPL = R$4.204,10 and TIR = 60.33%. / Estudar a eficiência do uso da água (EUA), a eficiência econômica e os indicadores de rentabilidade na cultura do arroz (Oryza sativa, L.), foram os principais objetivos deste trabalho, realizado no Perímetro Irrigado de Morada Nova, Ceará, no período de julho a dezembro de 2003. Estabeleceu-se a cultura do arroz cultivar EPAGRI 109, em unidades de solo com texturas areia-franca, franca e argilo-siltosa, sendo esta, em duas áreas, as quais denominaram-se I e II. Utilizaram-se calhas Parshall e sifões de plástico como instrumentos para medição e aplicação de água aos tabuleiros. O sistema de irrigação utilizado foi inundação. Os dados utilizados na análise econômica foram de levantamentos de custos e receitas pertinentes à cada uma das unidades avaliadas. O período de irrigação do cultivo de arroz para as condições de solo e clima no Distrito de Irrigação Morada Nova situa-se em torno de 120 dias, período este que deve ser tomado como referência para o planejamento da irrigação. A eficiência de uso da água para os solos de textura leve apresentou valores médios de 0,2 kg.m-3; já para os solos de textura pesada, de 0,43 kg.m-3. A eficiência de aplicação de água na unidade textural argilo-siltosa, solo adequado ao cultivo de arroz apresentou um valor médio de 66%. Na unidade textural areia franca, porém, solo sem aptidão ao cultivo do arroz, a eficiência de aplicação foi apenas de 35%, considerando-se em ambos os casos, somente os eventos de irrigação sem déficit. A rentabilidade líquida de cada mil m3 , utilizando a metodologia de cobrança de água derivada e aplicada, mostrou-se superior nos solos argilo-siltosos com valores entre R$ 179,0 e R$ 94,0, enquanto os solos de textura mais leve esta rentabilidade não ultrapassou os R$ 58,0. A receita líquida obtida em 1,0 ha de arroz na unidade textural areia franca (R$1.900,00), comparativamente ao valor obtido na unidade textural argilo-siltosa (R$2.400,00), incentiva o cultivo de arroz em solos sem aptidão para a cultura, porquanto o sistema de cobrança de água atualmente em vigor, leva em consideração a área irrigada e não o volume de água aplicada. A análise da rentabilidade nas unidades texturais areia franca e argilo-siltosa, demonstrou a viabilidade do cultivo do arroz para ambas as unidades, em base aos critérios convencionais da análise de investimento, porém, simulando-se uma remuneração mensal do produtor no valor de R$ 240,0, o plano de cultivo na unidade textural areia-franca é inviável, conforme os resultados obtidos: relação benefício custo (B/C) 0,98; valor presente líquido (VPL) -603,9 e taxa interna de retorno (TIR) 3,5%. Na unidade textural argilo-siltosa, porém, os indicadores se mostraram viáveis: B/C 1,145, VPL R$ 4.204,1 e TIR 60,33%.

As plantas são organismos sésseis que continuamente enfrentam situações ambientais adversas, o que acarreta em reduções significativas da biomassa e da produtividade. O trabalho, aqui exposto, teve como objetivo avaliar o papel dos fatores de transcrição ASR (do ingles ABA, stress and ripening) na resposta a estresses abióticos em plantas de arroz. Também teve como objetivo avaliar as respostas de plantas de Arabidopsis thaliana ao estresse produzido nos momentos iniciais da exposição ao metal alumínio. O capítulo 1 da presente tese, compara a expressão de miRNAs entre plantas silenciadas para o gene ASR5 (ASR5_RNAi) e plantas não transformadas (controle). De um total de 279 miRNAs maduros identificados, distribuídos em 60 famílias, 159 foram diferencialmente expressos quando as duas bibliotecas foram comparadas. Uma correlação negativa entre o MIR167 e seu gene alvo (LOC_Os07g29820) também foi confirmada por PCR em tempo real. Este é o primeiro trabalho sugerindo o envolvimento das proteínas ASR na regulação da expressão de miRNAs em planta. O segundo capítulo apresenta o estudo das proteínas ASR na manutenção da homeostase do pH em plantas de arroz. Verificou-se uma diminuição do crescimento radicular em plantas silenciadas em solução ácida, quando comparadas com plantas não transformadas nas mesmas condições. Também foi analisada a viabilidade da ponta de raízes quanto ao dano causado pelo baixo pH e diferentes concentrações de Ca+2, demonstrando que a adição de CaCl2 é capaz de aliviar o efeito tóxico do excesso de protons H+. Diversos genes reprimidos nas plantas silenciadas e envolvidos no mecanismo de manutenção do pH em células vegetais, também foram investigados. O terceiro e último capítulo é dedicado ao estudo da resposta inicial de plantas de Arabidopsis thaliana ao estresse por alumínio. Plantas com 7 dias de idade foram expostas a uma concentração de 25 μM de AlCl3 durante 3 horas e modificações na abundância de proteínas foi investigada com a técnica de espectrometria de massa. Um total de 3.213 proteínas foram identificadas, sendo que destas, 293 apresentaram variação no nível de expressão. Diversas proteínas com expressão induzida são funcionalmente associadas com a detoxificação de espécies reativas de oxigênio (ROS), indicando que o tratamento ocasionou estresse oxidativo nas raízes de A. thaliana. Também foram identificadas uma proteína mitocondrial carreadora de substrato e uma acyl-CoA oxidase com possível papel nos mecanismos de defesa em resposta a alumínio e com potencial para futuros estudos funcionais na planta modelo. De uma maneira geral, os resultados aqui apresentados mostram, pela primeira vez, que ASR5 está envolvida na regulação de miRNAs e na homeostase do pH em plantas de arroz, além de identificar proteínas responsivas ao estresse por alumínio em A. thaliana. / Plants are sessile organisms that continuously face adverse environmental situations, leading to a significant reduction in biomass and yield. The aim of the present work was to further study the ASR (ABA, stress and ripening) transcription factors in rice plants. Moreover, the responses of Arabidopsis thaliana to aluminum stress were also analyzed. The chapter 1 of this thesis compares the expression of mature miRNAs in the ASR5 silenced plants (ASR5_RNAi) and in non-transformed plants (control). From a total of 279 mature miRNA of 60 families, 159 were differentially expressed. A negative correlation of MIR167 and its target gene (LOC_Os07g29820) was also confirmed by real time RT-qPCR. This is the first report showing the involvement of ASR proteins in miRNA gene expression regulation. The second chapter presents the study of participation of ASR proteins in the maintenance of pH homeostasis in rice plants. The evaluation of root growth in ASR5_RNAi plants upon acid solution showed inhibition of root growth when compared to non-transformed plants in the same condition. Root tip feasibility and damage caused by low pH and different concentrations of Ca+2 was also analyzed. The results indicate that addition of CaCl2 is capable of alleviating the toxic effects of H+ protons. Several genes downregulated in silenced plants and involved in pH maintenance in plant cells have also been investigated. This work demonstrates the importance of ASR transcription factors in a biological process not yet described. The third and final chapter describes the study of the initial response of Arabidopsis thaliana to aluminum stress. Seven-day old seedlings were treated with 25 μM AlCl3 for 3 hours and submitted to quantitative analyses by mass spectrometry. A total of 3,213 proteins were identified, from which 293 proteins were differentially responsive upon aluminum treatment. Several proteins with increased expression in response to the treatment are functionally associated with reactive oxygen species (ROS), indicating that the Al3+ exposure caused oxidative stress in the roots of A. thaliana. A mitochondrial substrate carrier (At1g78180) and an acyl-CoA oxidase (At3g51840) with a putative role in Al defense were also up-regulated and constitute interesting targets for functional studies of aluminum toxicity in the model plant. Overall, the results here presented show for the first time that ASR5 is involved in miRNA and pH homeostases regulation in rice plants and also identify proteins responsive to aluminum stress in A. thaliana.