Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The common bean (Phaseolus vulgaris L.) have high content of dietary fiber and protein of high quality, so it can be considered a functional food. The objectives of this work were: (1) to verify if occurs maternal effect for the insoluble fiber, soluble fiber, methionine and cysteine content in grains common bean; (2) to estimate the heritability and gain from selection for these traits; (3) to assess the composition of amino acids of early generations of common bean obtained from controlled crosses with genitor of high cysteine content. Six generations were obtained (F1, F1 reciprocal, F2, F2 reciprocal, retrocruzamento 1 - RCP1 and retrocruzamento 2 - RCP2) from crosses between genitors contrasting to the insoluble fiber (Guateian 6662 x Guapo Brilhante), soluble fiber (Guapo Brilhante x Pérola), methionine (BRS Valente x Iapar 44) and cysteine (TPS Nobre x Minuano) content. The soluble and insoluble fiber contents were determined by enzyme-gravimetric method and the amino acids content were determined by high performance liquid chromatography (HPLC). The experimental design was a completely randomized, with variable number of replications for generations obtained. The results showed presence of genetic variability for the insoluble fiber, methionine and cysteine contents. No was observed effect maternal significant for insoluble fiber, soluble fiber, methionine and cysteine contents in grains of common bean. Estimates of heritability moderate in the broad sense of 45.22% and gain from selection predicto of 10.15% was obtained for the insoluble fiber. Unable to estimate the heritability in the broad sense and in the narrow sense for soluble fiber, because of lack of genetic variability in different generations, and for the methionine and cysteine content, because genetic negative variances were obtained. The selection of plants F2 obtained from crosses between Guateian 6662 x Guapo Brilhante and between BRS Valente x Iapar 44 may result in superior genotypes for the insoluble fiber and methionine content, respectively. The genitors TPS Nobre and Minuano and F1 and F1r generations showed essential amino acids and nonessential contents suitable for use in food. For the cysteine content, it is not possible to select any plant in the F2 generation due to the low contents of this amino acid sulfur. / O feijão (Phaseolus vulgaris L.) apresenta alto teor de fibra alimentar e proteína de alta qualidade, por isso pode ser considerado um alimento funcional. Os objetivos desse trabalho foram: (1) investigar a ocorrência de efeito materno para os teores de fibra insolúvel, fibra solúvel, metionina e cisteína em grãos de feijão; (2) obter estimativas de herdabilidade e de ganho por seleção para esses caracteres; (3) avaliar a composição de aminoácidos de gerações precoces de feijão obtidas a partir de cruzamentos controlados com genitor de alto teor de cisteína. Sendo assim, foram obtidas seis gerações (F1, F1 recíproco, F2, F2 recíproco, retrocruzamento 1 - RCP1 e retrocruzamento 2 - RCP2), a partir de cruzamentos entre genitores contrastantes para os teores de fibra insolúvel (Guateian 6662 x Guapo Brilhante), fibra solúvel (Guapo Brilhante x Pérola), metionina (BRS Valente x Iapar 44) e cisteína (TPS Nobre x Minuano). Os teores de fibra insolúvel e solúvel foram determinados pelo método enzimático-gravimétrico e os teores dos aminoácidos foram quantificados por cromatografia líquida de alta performance (HPLC). O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado, com número de repetições variável para as diferentes gerações. Os resultados obtidos revelaram presença de variabilidade genética para a fibra insolúvel, metionina e cisteína. Não foi verificado efeito materno significativo para os teores de fibra insolúvel, fibra solúvel, metionina e cisteína em grãos de feijão. Estimativa moderada de herdabilidade, em sentido amplo, de 45,22% e ganho por seleção predicto de 10,15% foram obtidos para a fibra insolúvel. Não foi possível estimar a herdabilidade, em sentido amplo, e em sentido restrito para a fibra solúvel, devido à ausência de variabilidade genética nas diferentes gerações, e para os teores de metionina e de cisteína, pois variâncias genéticas negativas foram obtidas. A seleção de plantas F2 obtidas a partir do cruzamento entre Guateian 6662 x Guapo Brilhante e entre BRS Valente x Iapar 44 poderá resultar em genótipos superiores quanto aos teores de fibra insolúvel e de metionina, respectivamente. Os genitores TPS Nobre e Minuano e as gerações F1 e F1r apresentaram teores de aminoácidos essenciais e não-essenciais adequados para uso na alimentação. Para o teor de cisteína, não é possível selecionar nenhuma planta na geração F2 devido aos baixos teores desse aminoácido sulfurado.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Considering the expansion of grown of common bean for large mechanized areas and the need of biofortication of basic foods consumed by the Brazilian population, to minimize minerals deficiencies, obtaining common bean lines with high agronomic performance and higher minerals concentration in the grains represents technological advances for the culture. The objectives of this study were: (1) to estimate the genetic parameters for morphological, phenological, grain yield and nutritional characters in four biofortified populations of common bean in F6:8 generation; (2) assess the effectiveness of different selection strategies, direct selection and selection indexes, with the adoption of economic weights equivalent to coefficient of genetic variation (CVg) and proportional to a gain of 10% in average for each character, without restriction and also restriction to gains in only one of the mineral; and (3) to select common beans lines of high agronomic performance, as erect architecture and grain yield, and biofortified for potassium, phosphorus, zinc and copper concentrations in grains. Thus, a total of 169 common beans lines in F6:8 generation were evaluated in two experiments in a simple lattice design in the rainy season 2012/2013 and dry season 2013, in Santa Maria/RS. The following traits: note lodging, general adaptation note, insertion height of the first and last pod, cycle, number of pods and grains per plant, weight of 100 grains, grain yield and potassium, phosphorus, zinc and copper concentrations in grains were evaluated and the genetic parameters were estimated in each biofortification population. For simultaneous selection were tested selection indexes: direct selection, classical index, base index, parameters and weights-free index, based on desired gains index, multiplicative index and the "ranks" sum index. Significant line x environment interaction was observed for most of the characters, except for potassium, phosphorus and copper concentrations in grains. Genetic variability has not been obtained only for the copper concentration in grains. The weight of 100 grains and grain yield show high heritability in F6:8 generation in all populations studied. The characters of note lodging, height of the first pod, cycle, number of pods per plant and number of grains per plant were from moderate to high heritability. The others characters have from low to high heritability, except for the potassium and zinc concentrations in grains that exhibit from low to moderate heritability. The direct selection enabled high gain selection for individual characters, but caused undesirable changes in other characters under selection. The multiplicative index is the best strategy for simultaneous selection for the identification of common beans lines for erect architecture, high grain yield and high potassium, phosphorus and zinc concentration in grains. The L92, L 97, L 137 and L 146 lines are promising and remain under evaluation by the breeding program. / Considerando a expansão do cultivo de feijão para as grandes áreas mecanizadas e a necessidade de bioforticação de alimentos básicos consumidos pela população brasileira, para minimizar as deficiências minerais, a obtenção de linhagens de feijão com alto desempenho agronômico e com maior concentração de minerais nos grãos representam avanços tecnológicos para a cultura. Assim, os objetivos deste estudo foram: (1) obter estimativas de parâmetros genéticos para os caracteres morfológicos, fenológicos, da produção e nutricionais em quatro populações biofortificadas de feijão em geração F6:8; (2) verificar a eficiência de diferentes estratégias de seleção, seleção direta e índices de seleção, com a adoção de pesos econômicos equivalentes ao coeficiente de variação genético (CVg) e proporcionais a um ganho de 10% na média para cada caractere, sem restrição, e também com restrição para obter ganhos em apenas um dos minerais; e (3) selecionar linhagens de feijão de alto desempenho agronômico, quanto a arquitetura ereta e à produtividade de grãos, e biofortificadas quanto as concentrações de potássio, de fósforo, zinco e cobre nos grãos. Para tanto, um total de 160 linhagens de feijão em geração F6:8 e nove genitores foram avaliados em dois experimentos conduzidos em delineamento látice simples nos cultivos de safra 2012/2013 e de safrinha 2013, em Santa Maria/RS. Os caracteres nota de acamamento, altura de inserção da primeira e da última vagem, ciclo, número de vagens e de grãos por planta, massa de 100 grãos, produtividade de grãos e concentração de potássio, fósforo, zinco e cobre nos grãos foram avaliados e os parâmetros genéticos foram estimados em cada uma das quatro populações biofortificadas. Para a seleção simultânea, as estratégias testadas foram: seleção direta, índice clássico, índice base, índice livre de pesos e parâmetros, índice baseado nos ganhos desejados, índice multiplicativo e índice baseado na soma de ranks . Interação linhagem x ambiente significativa foi observada para a maioria dos caracteres, com exceção da concentração de potássio, fósforo e cobre nos grãos. Variabilidade genética não foi obtida apenas para a concentração de cobre nos grãos. Os caracteres massa de 100 grãos e produtividade de grãos apresentam alta herdabilidade em geração F6:8 em todas as populações avaliadas. Os caracteres nota de acamamento, altura de inserção da primeira vagem, ciclo, número de vagens por planta e número de grãos por planta foram de moderada a alta herdabilidade. Os demais caracteres apresentam herdabilidade de baixa a alta magnitude, a exceção da concentração de potássio e de zinco nos grãos que exibem de baixa a moderada herdabilidade. A seleção direta possibilitou alto ganho de seleção para caracteres individuais, mas provocou alterações indesejáveis nos demais caracteres sob seleção. O índice multiplicativo é a melhor estratégia de seleção simultânea para identificar linhagens de feijão de arquitetura ereta, alta produtividade de grãos e alta concentração de potássio, fósforo e zinco nos grãos. As linhagens L 72, L97, L 137 e L 146 são promissoras e continuarão em avaliação pelo programa de melhoramento.

O feijão é importante fonte carboidratos, vitaminas, minerais e fibras. No Brasil, a produtividade desta leguminosa é baixa e um dos fatores é a ocorrência de doenças como a antracnose causada pelo Colletothrichum lindemuthianum, que gera perdas de até 100% da produção. Plantas possuem diversos mecanismos de defesa contra patógenos e relatos apontam que o silício é capaz não só de promover mudanças morfológicas nas folhas, mas também de ativar os genes de resistência. O presente trabalho foi dividido em três estudos que tinham como objetivo: (1) entender a resposta de três cultivares de feijoeiro ao silício disponível na solução nutritiva; (2) identificar a contribuição do Si na expressão de genes relacionados à infecção pelo fungo através da construção de duas bibliotecas subtrativas por supressão (SSH), visando selecionar genes diferencialmente representados durante a infecção da planta com a raça 65 de C. lindemuthianum (a) e durante a infeção da planta na presença de uma maior dose silicato de potássio (75 ppm) no substrato (b); (3) identificar a resposta de dez transcritos selecionados no Estudo 2 para tentar entender a resposta dos mesmos em diferentes períodos (0; 6; 42; 72 h) após a inoculação, com ou sem suplemento de Si. Como resultados, foi observado que para as três cultivares avaliadas o Si começa a ser absorvido 14 dias após o transplante. Também foi identificado por de microscopia de varredura (MEV) que não há diferença significativa entre o número de tricomas e cada cultivar, mas que para o número de estômatos a cultivar IAC-Harmonia destacou-se das demais. Além disso, quando as três cultivares foram suplementadas com Si, houve a formação de uma cera epicuticular descrita como mecanismo de defesa da planta contra fungos; e que através de EDX (Energy-dispersive X-ray spectroscopy) foi possível constatar que plantas tratadas com Si apresentam maior teor deste elemento nas folhas. Através de inoculações com a raça 65 do patógeno verificou-se o efeito do mineral na redução da severidade da doença nas cultivares IAC-Harmonia e Pérola. No segundo estudo, duas bibliotecas de hibridização subtrativa por supressão (SSH), foram construídas visando selecionar os genes diferencialmente expressos entre plantas inoculadas e não-inoculadas (A) e entre plantas inoculadas e tratadas ou não com 75 ppm de Si (B). Foram geradas 991 sequências únicas, anotadas através do GeneOntolgy. Quinze genes de cada biblioteca foram selecionados para os experimentos de validação por RT-qPCR. Para a Biblioteca A, 11/15 genes foram positivamente regulados, e em B, 14/15. No terceiro estudo ficou evidenciado que a inoculação com o patógeno alterou positivamente a expressão de sete genes, enquanto que o tratamento com 75 ppm de Si alterou a expressão de oito genes, em pelo menos um dos tempos avaliados / Beans are an important source of carbohydrates, vitamins, minerals and fibers. In Brazil, this legume still has low productivity and one of the factors involved is the occurrence of diseases such as anthracnose, caused by the fungus Colletothrichum lindemuthianum, which causes losses in production of up to 100%. Plants present several defense mechanisms against pathogens and the reports indicate that silicon does not only promote morphological changes in leaves, but also activates resistance genes. This work was divided into three studies aiming: (1) to understand the response of three bean cultivars to a silicon source in a nutrient solution, (2) to identify the contribution of Si in the expression of genes related to the infection by the fungus by constructing two subtractive suppression libraries (SSH), to select genes differentially represented during infection of the plant with race 65 of C. lindemuthianum (a) and during infection of the plant in the presence of higher dose of potassium silicate (75 ppm) in the substrate (b), (3) to identify the response of ten selected transcripts in Study 2 in various periods (0, 6, 42, 72 h) after inoculation, with or without supplemental Si. As a result, it was observed that for all three cultivars Si begins to be absorbed 14 days after transplantation. Was also identified by microscopy (SEM) that there is no significant difference between the number of trichomes among cultivars, but that the number of stomata for the IAC-Harmonia stood out from the rest. Moreover, when the three cultivars were supplemented with Si, thus forming an epicuticular wax described as a defense mechanism against plant fungi, and that by EDX (Energy-dispersive X-ray spectroscopy) it was found that plants treated with Si have higher content of this element in leaves. Through inoculations with race 65 of the pathogen it was verified the effect of the mineral in reducing disease severity in IAC-Pérola and IAC - Harmonia. In the second study, two libraries from suppression subtractive hybridization (SSH) were constructed in order to select the differentially expressed genes between inoculated and non-inoculated (A) and between plants inoculated and treated or not with 75 ppm of Si (B). In total, 991 unique sequences were generated, those recorded by GeneOntolgy. Fifteen genes from each library were selected for the validation experiments by RT-qPCR. For library A, 11/15 genes were positively regulated, and in B, 14/15. In the third study it is showed that inoculation with the pathogen positively altered expression of seven genes, whereas treatment with 75 ppm of Si changed the expression of eight genes, in at least one of the times analyzed

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Assim, o objetivo do trabalho foi avaliar o efeito da inoculação de Azospirillum brasilense sobre o desenvolvimento e a produtividade do milho solteiro ou consorciado com Urochloa ruziziensis e o efeito residual deste consórcio, associados ao manejo de nitrogênio no feijoeiro de inverno. Para as gramíneas de verão, o delineamento experimental foi o de blocos ao acaso com 4 repetições e 8 tratamentos assim constituídos: (T1 - milho, T2 - milho + Azospirillum brasilense, T3 – Urochloa ruziziensis, T4 – Urochoa ruziziensis + Azospirillum brasilense, T5 - milho + Urochloa ruziziensis, T6 - milho - Azospirillum brasilense + Urochloa ruziziensis, T7 - milho + Urochloa ruziziensis - Azospirillum brasilense, T8 - milho – Azospirillum brasilense + Urochloa ruziziensis – Azospirillum brasilense). Para o feijão cultivado em sucessão, o delineamento experimental foi o de blocos ao acaso em esquema fatorial 8x4 com os tratamentos constituídos por 8 coberturas vegetais, citadas anteriormente, e combinação de 4 doses de nitrogênio em cobertura (0, 40, 80 e 120 kg ha-1 de N), com quatro repetições. Durante a condução do experimento, foram realizadas as seguintes avaliações: coberturas vegetais, características agronômicas, componentes de produção e produtividade das culturas do milho e feijão, além dos atributos físicos do solo. Pode-se concluir que, comparado aos demais tratamentos, a inoculação de Azospirillum brasilense proporcionou ao milho solteiro aumento da massa seca de plantas e massa de grãos por espiga, além de maior incremento de produtividade. O consórcio com Urochloa afetou a produtividade de grãos do milho, porém observou-se um aumento na produção e a qualidade da cobertura vegetal. A produtividade do feijoeiro foi influenciada pela cultura antecessora, apresentando melhores resultados quando o milho foi inoculado com Azospirillum brasilense. A aplicação de 60 kg ha-1 de N em cobertura apresentou os melhores resultados na produtividade do feijoeiro no primeiro ano, sendo que, no segundo ano, mesmo os tratamentos sem aplicação apresentaram resultados satisfatórios, o que pode ser atribuído à ciclagem de nutrientes oriundos das coberturas vegetais. Já os tratamentos em que a Urochloa ruziziensis estava presente demonstraram melhorias nos atributos do solo ao longo de 3 anos de cultivo. / The advanced studies on the interaction between atmospheric nitrogen-fixing bacteria and crops may contribute for the development of strategies to increase the mineral nitrogen-use-efficiency and decrease its dependency. The objective of the study was to evaluate the effect of inoculation with Azospirillum brasilense on development and yielding of single maize or maize intercropped with Urochloa ruziziensis as well as the residual effect of this intercropping system associated with the nitrogen management in winter bean. For summer grasses, the experimental design included a randomized block with four replications and eight treatments, as follows: (T1 - maize, T2 - maize + Azospirillum brasilense, T3 - Urochloa ruziziensis, T4 - Urochoa ruziziensis + Azospirillum brasilense, T5 - maize + Urochloa ruziziensis, T6 - maize - Azospirillum brasilense + Urochloa ruziziensis, T7 - maize + Urochloa ruziziensis - Azospirillum brasilense, T8 - maize - Azospirillum brasilense + Urochloa ruziziensis - Azospirillum brasilense). For the beans succession planting, the experimental design included randomized blocks in an 8x4 factorial scheme with treatments consisting of the eight cover crops mentioned previously and the combination of four nitrogen doses (0, 40, 80 and 120 kg ha-1 N), with four replications. During the experiment, the following assessments were performed: cover crops, agronomic characteristics, yield components and crop productivity of maize and beans in addition to the physical properties of the soil. The inoculation with Azospirillum brasilense provided the single maize with increased dry weight of plants and grain mass per spike; moreover, higher rates of productivity growth were observed when compared to the other treatments. The intercropping with Urochloa affected the maize grain productivity; however, there was an increase in yield and quality of cover crops. The bean yield was influenced by the previous crop, with better results when maize was inoculated with Azospirillum brasilense. The application of 60 kg ha-1 N in coverage provided better bean yield results in the first year. In the second year, the treatments without application demonstrated satisfactory results, which can be due to the nutrient cycling from the cover crops. Improvement of soil properties over the 3 years of cultivation was observed in the treatments including Urochloa ruziziensis. / Agrisus: 1140/13

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Common bean is produced in the entire territory of Brazil and it is the staple food of many Brazilians. In spite of being cultivated in a variety of meteorological conditions, common bean is a plant sensitive to environmental stresses, mainly water stress. To appropriately provide the plant with water, it is necessary to study the climate of the region and the sowing times. Such information will be helpful to decide if the irrigation is recommended or not, and when recommended, its best planning. The objective of this study was to determine the most probable value of the duration of the cycle and the developmental phases, the irrigation requirements and the number of irrigations necessary for common bean cultivated during different sowing dates, considering the storage capacity of available water (CAD) of some of the main soils of the Central Region of the Rio Grande do Sul State, Brazil. The simulation of the developmental cycle was performed using thermal time units, in ten sowing dates (ES) and in each year of the meteorological database, from 1968 to 2006. Meteorological data were collected in the main meteorological station (MS) at Santa Maria - RS Irrigation was simulated for 13 soils in the surroundings of the MS, organized in six groups according to CAD and texture. In simulating the irrigation it were used four managements: 0.8, 0.7, 0.6 and 0.5 which correspond to the maximum uptake of 20%, 30%, 40% and 50% of CAD, respectively. The variation of the amount of water in the soil was calculated through daily water balance, considering the irrigation. Data obtained, such as the entire cycle duration and developmental phases, and the amount and number of irrigations, was submitted to analysis variance, tests of means comparison and analysis of probability distribution. The normal probability density function (fdp) was used to study the developmental cycle and the duration of the developmental phases. For the irrigation requirements and the number of irrigations, the gamma fdp was used in most cases, because of a best fit of the data. When it was not possible to adjust any fdp the empirical distribution was used. The developmental cycle has a variable duration with average values between 81 and 121 days, being shorter at the end of the spring growing season. The irrigation requirement and the number of irrigations were influenced by ES and soil type. The largest demand of water supply takes place at the end of the spring growing season and the smallest one in the beginning of the spring growing season and during the autumn growing season. For a likelihood of 90% the irrigation requirement varied between 32 and 143 mm and the number of irrigations between 3 and 20 times during the growing season. / O feijão é uma leguminosa bastante cultivada no Brasil, sendo o principal alimento de muitos brasileiros. Apesar de ser cultivado em diferentes condições climáticas, o feijoeiro é uma planta bastante sensível a estresses ambientais, notadamente a deficiência hídrica. Para suprir adequadamente a planta com água é necessário estudar o clima da região e das épocas de cultivo. As informações obtidas irão ajudar na tomada de decisões da adoção ou não da irrigação e, quando recomendada, seu melhor planejamento. O objetivo desse estudo foi determinar os valores mais prováveis de duração do ciclo e subperíodos, de lâmina de irrigação e do número de irrigações necessários para o feijão semeado em diferentes épocas, considerando-se a capacidade de armazenamento de água disponível (CAD) dos principais solos da região Central do Rio Grande do Sul. A simulação do ciclo foi realizada utilizando-se a soma térmica, em dez épocas de semeadura (ES) e em cada ano da séria histórica de dados meteorológicos, para o período entre 1968 e 2006. Os dados meteorológicos foram coletados na estação meteorológica principal de Santa Maria RS (EMPSM). A irrigação foi simulada para 13 solos da região de abrangência da EMPSM, que foram reunidos em seis grupos, de acordo com sua CAD e sua textura. Para simular a irrigação, utilizaram-se quatro manejos: 0,8; 0,7; 0,6 e 0,5 os quais correspondem ao esgotamento máximo de 20%, 30%, 40% e 50% da CAD, respectivamente. A variação do conteúdo de água no solo foi determinada pelo balanço hídrico diário do solo, considerando-se a irrigação. Os dados de duração do ciclo e dos subperíodos, assim como a lâmina e o número de irrigações foram submetidos à análise de variância, teste de comparação de médias e análise de distribuição de probabilidade. A função de distribuição de probabilidades (fdp) normal foi utilizada para estudar a distribuição da duração do ciclo e de suas etapas. Para a lâmina de irrigação e o número de irrigações utilizou-se a fdp gamma, na maioria dos casos, por apresentar melhor ajuste aos dados. Quando não foi possível ajustar nenhuma fdp, utilizou-se a distribuição empírica. Verificou-se que o ciclo tem duração variável conforme a ES com médias entre 81 e 121 dias, sendo mais curto no final do período de safra. A lâmina e o número de irrigações foram influenciados pela ES e tipo de solo. A maior exigência de suplementação hídrica acontece nas últimas ES do período da safra e a menor no início da safra e na safrinha. Para a probabilidade de 90% de ocorrência a lâmina de irrigação variou entre 32 e 143 mm e o número de irrigações entre três e 20 vezes no ciclo de cultivo.

The common bean (Phaseolus vulgaris L.) has a great national importance and therefore, the development of new cultivars with excellent agronomic performance, seed quality, technological and nutritional, represent an alternative to solve food, social and economic problems. Therefore, experiments were carried out, conducted in three growing seasons: normal rainy 2010/2011, dry season 2011 and normal rainy 2011/2012. Treatments consisted of 16 inbred common bean lines, 12 inbred lines belonging to different breeders and four commercial cultivars used as control. The objectives of this work were: (1) evaluated the effects of the line x environment interaction on the morphological, phenological and grain yield characters of inbred common bean lines and to study the correlation and the direct and indirect association between these characters; (2) evaluate the morphological characteres and the health and physiological quality of bean seeds by different tests, and to determine the association of vigor tests with field emergence to evaluate the morphological and physiological and sanitary quality of seeds advanced lines of beans by different tests, and to determine the association of vigor tests with field emergence seedling in the field; and (3) study genetic variability of common bean lines as grain yield, cooking time and minerals concentration in grains, study the linear correlation between grain yield, cooking time and the minerals concentration in grains and use the Z index to select the common bean lines with superiority for most characters. Significant line x environment interaction was obtained for the seed coat colour, days number for the flowering, pods number per plant, seeds number per plant, 100 seed mass and grain yield. The grain yield and morphological characters don t show correlation coefficients estimates favorable for the selection common bean lines with high grain yield. It was observed that genetic variability exists to proceed with the selection of lines regarding morphological, physiological and sanitary quality of seeds. The lines, TB 02- 24, LP 07-80, LP 08-90, CNFP 10104, Carioca, TB 02-07 and SM 1810 had higher germination and vigor and the lines, Guapo Brilhante, Gen P5-4-3-1 and Gen PR14-2-3 show up with lower germination and vigor. The accelerated aging test is the most appropriate to estimate the effect of bean seeds. The common bean lines showed genetic variability for the grain yield, the cooking time and the calcium and iron concentrations in grains. Correlation of low magnitude was found between the study variables, indicating the no existence of casual correlation. The selection of the Gen Pr 14-2-3 line is recommended because it provided the highest Z index values for most characters. According to the results, genetic variability exists to make selection of lines as the morphological, physiological and sanitary quality of the seed. / O feijão (Phaseolus vulgaris L.) tem uma grande importância nacional e, por isso, o desenvolvimento de novas cultivares com excelentes características agronômicas, com qualidade de sementes, nutricional e tecnológica, representaria uma alternativa para solucionar problemas alimentares, sociais e econômicos. Diante disso, foram conduzidos três experimentos em cultivo de safra 2010/2011, safrinha 2011 e safra 2011/2012. Os tratamentos consistiram de 16 linhagens avançadas de feijão, sendo 12 linhagens pertencentes a diferentes obtentores e quatro cultivares comerciais, utilizadas como testemunhas. Os objetivos deste trabalho foram: (1) avaliar os efeitos da interação linhagem x ambiente sobre os caracteres morfológicos, fenológicos e de produção das linhagens avançadas de feijão e estudar as associações lineares e as relações diretas e indiretas entre esses caracteres; (2) avaliar as características morfológicas e da qualidade sanitária e fisiológica de sementes de feijão por diferentes testes, bem como determinar a associação dos testes de vigor com a emergência de plântulas a campo; e (3) estudar a variabilidade genética das linhagens de feijão quanto à produtividade de grãos, o tempo de cozimento e a concentração de minerais em grãos e a associação linear entre esses caracteres, utilizando o índice Z para selecionar as linhagens com superioridade para a maioria dos caracteres. Interação linhagem x ambiente significativa foi obtida para a coloração do tegumento das sementes, o número de dias da emergência à floração, o número de vagens por planta, o número de sementes por planta, a massa de 100 sementes e a produtividade de grãos. Os caracteres morfológicos não apresentam estimativas de coeficiente de correlação favoráveis à seleção de linhagens de feijão com superioridade para a produtividade de grãos. Foi observado que existe variabilidade genética para se proceder à seleção de linhagens quanto às características morfológicas, qualidade sanitária e fisiológica de sementes. As linhagens Pérola, TB 02-24, LP 07-80, LP 08-90, CNFP 10104, Carioca, TB 02-07 e SM 1810 apresentaram maior germinação e vigor e as linhagens, Guapo Brilhante, Gen P5-4-3-1 e Gen Pr14-2-3 mostram-se com menor germinação e vigor. O teste de envelhecimento acelerado é o mais indicado para estimar o vigor de sementes de feijão. As linhagens de feijão apresentaram variabilidade genética para a produtividade de grãos, o tempo de cozimento e a concentração de cálcio e de ferro em grãos. Correlações de baixa magnitude foram obtidas entre as variáveis em estudo, indicando a inexistência de relação casual. A seleção da linhagem Gen Pr 14-2-3 é recomendável, pois forneceu os maiores valores de índice Z para a maioria dos caracteres.

The work aimed to study the variability in protected environments cultivated with zucchini, lettuce, green bean, peppers and cherry tomatoes and test the use of borders and the handling of the plot size is effective in minimizing the variability in these experiments . In the study we used uniformity of test data in plastic greenhouse, which were as follows: two experiments with zucchini five with lettuce, three with green bean, two with chili and one with cherry tomatoes. In the analysis considered the existence of parallel rows of growing the lateral openings of the oven and columns perpendicular to these openings. Different settings were created by deleting lines and columns for generating the borders and also with the use of different sizes portion. For each setting performed a variance homogeneity test between the remaining lines and columns, and to calculate a general coefficient of variation. There is variability between rows and between columns in experiments with zucchini, lettuce, green bean and pepper in plastic greenhouse. The use of the lateral borders of plastic greenhouse is no benefit in terms of reduced coefficient of variation or reduction of the cases of variability between rows or columns. The use of a plot size equal to or more than two plants in experiments with zucchini, lettuce, green bean, and a plot size equal to or greater than ten plants for sweet pepper, provides homogeneity of variance between lines and columns. / O trabalho teve por objetivo estudar a variabilidade em ambientes protegidos cultivados com abobrinha italiana, alface, feijão-de-vagem, pimentão e tomate cereja e testar se o uso de bordaduras e a manipulação do tamanho de parcela é eficaz na minimização da variabilidade nesses experimentos. No estudo utilizou-se dados de ensaios de uniformidade em estufa plástica, que foram os seguintes: dois experimentos com abobrinha, cinco com alface, três com feijão-de-vagem, dois com pimentão e um com tomate cereja. Nas análises considerou-se a existência de linhas de cultivo paralelas as aberturas laterais da estufa e de colunas perpendiculares a essas aberturas. Diferentes cenários foram criados através da exclusão de linhas e de colunas para gerar as bordaduras e também com o uso de diferentes tamanhos de parcela. Para cada cenário realizou-se um teste de homogeneidade de variâncias entre as linhas e colunas remanescentes, além de ser calculado um coeficiente de variação geral. Existe variabilidade entre linhas e entre colunas em experimentos com abobrinha italiana, alface, feijão-de-vagem e pimentão em estufa plástica. O uso de bordaduras nas laterais da estufa plástica não traz benefícios em termos de redução do coeficiente de variação ou de diminuição dos casos de variabilidade entre linhas ou colunas. O uso de um tamanho de parcela igual ou superior a duas plantas em experimentos com abobrinha italiana, alface, feijão-de-vagem e um tamanho de parcela igual ou superior a dez plantas para a cultura do pimentão, proporciona homogeneidade de variâncias entre linhas e colunas.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The acceptance of the beans by consumers is related to seed coat color and nutritional value. The objectives of this work were: (1) to verify the existence of maternal effect for the color parameters "L", a* and b* and for the iron concentration in Middle American and Andean common bean seeds; (2) to investigate the distribution of iron in the seed coat and embryo of the Middle American and Andean common bean seeds; (3) to estimate heritability and gain with the selection for the parameters "L", a* and b* and for the iron concentration in common bean seeds of different gene pools; and (4) to select recombinant with seed coat color of highest commercial demand and with high iron concentration in the seeds. To do this, were performed controlled crosses between Middle American lines CNFP 10104 and CHC 01-175, and Andean lines Cal 96 and Hooter to obtain F1, F1 reciprocal, F2, F2 reciprocal and backcrosses (RC11 e RC12) generations for each hybrid combination. Parents and generations obtained were evaluated in two field experiments (normal rainy and dry season) in Santa Maria - RS. Significant maternal effect was obtained for all color parameters in the Middle American and Andean gene pool. In CNFP 10104 x CHC 01-175 crossing high broad sense heritability estimates were obtained for luminosity (h2b: 76.66 to 78.09%), chromaticity a* (h2b: 73.08 to 89.31%) and chromaticity b* (h2b: 88.63 to 90.11%) values in normal rainy and dry season. In Cal 96 x Hooter crossing the parameters luminosity (h2b: 95.07%), chromaticity a* (h2b: 86.19%) and chromaticity b* (h2b: 92.50%) showed high broad sense in dry season. For iron concentration, maternal effect was significant only for the Middle American gene pool. The iron concentration was higher in seed coat of Middle American lines, and superior in embryo of Andean lines. Estimates of narrow sense heritability for the iron concentration of 54.69% and broad sense heritability of 70.20% for CNFP 10104 x CHC 01-175 crossing and broad sense heritability of 62.27% for Cal 96 x Hooter crossing were observed. A F2 plant with iron concentration of 132.99 mg kg- 1 of dry matter was obtained from CNFP 10104 x CHC 01-175 crossing. The selection of F3 seeds (seed coat in F2) from the crossings performed should be promising to obtain common bean lines with seeds colored according to the market demand and with high iron concentration in seeds. / A aceitação dos grãos de feijão pelos consumidores está relacionada à coloração do tegumento e ao valor nutricional. Assim, foram objetivos desse trabalho: (1) verificar a existência de efeito materno para os parâmetros de coloração L , a* e b* e a concentração de ferro em sementes de feijão Mesoamericano e Andino; (2) investigar a distribuição do ferro no tegumento e no embrião das sementes de feijão Mesoamericano e Andino; (3) obter estimativas de herdabilidade e de ganho com a seleção para os parâmetros L , a* e b* e para a concentração de ferro em sementes de feijão de diferentes grupos gênicos; e (4) selecionar recombinantes com coloração de tegumento de maior demanda no comércio e com alta concentração de ferro nas sementes de feijão. Para tanto, realizaram-se cruzamentos controlados entre as linhagens Mesoamericanas CNFP 10104 e CHC 01-175 e entre as linhagens Andinas Cal 96 e Hooter para a obtenção das gerações F1, F1 recíproco, F2, F2 recíproco e retrocruzamentos (RC11 e RC12) para cada combinação híbrida. Os genitores e as gerações obtidas foram avaliados em dois experimentos a campo (safra e safrinha) em Santa Maria - RS. Efeito materno significativo foi obtido para todos os parâmetros de coloração no grupo Mesoamericano e Andino. No cruzamento CNFP 10104 x CHC 01-175 foram obtidas estimativas de herdabilidade em sentido amplo de alta magnitude, nos cultivos de safra e de safrinha, para os valores de luminosidade (h2a: 76,66 a 78,09%), cromaticidade a* (h2a: 73,08 a 89,31%) e cromaticidade b* (h2a: 88,63 a 90,11%). No cruzamento Cal 96 x Hooter, também, se obteve alta herdabilidade em sentido amplo, no cultivo de safrinha, para luminosidade (h2a: 95,07%), cromaticidade a* (h2a: 86,19%) e cromaticidade b* (h2a: 92,50%). Para a concentração de ferro foi observado efeito materno significativo somente para o grupo Mesoamericano. A concentração de ferro nas sementes de feijão foi maior no tegumento das linhagens Mesoamericanas e no embrião das linhagens Andinas. Estimativas de herdabilidade para a concentração de ferro em sentido restrito de 54,69% e em sentido amplo de 70,20% foram observadas para o cruzamento CNFP 10104 x CHC 01-175 e em sentido amplo de 62,27% para o cruzamento Cal 96 x Hooter. Uma planta F2 com concentração de ferro de 132,99 mg kg-1 na matéria seca foi obtida a partir do cruzamento CNFP 10104 x CHC 01-175. A seleção de sementes F3 (tegumento em F2) a partir dos cruzamentos realizados deverá ser promissora para a obtenção de linhagens de feijão com coloração de tegumento com maior demanda no comércio e com alta concentração de ferro nas sementes.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Common bean cultivars development with high nutritional quality joined with grain yield is desirable. In consequence, of this study evaluated the genitors, F1 and its reciprocals, F2 and backcrosses populations obtained in the combination among four genitors. For protein content were used TPS Nobre, Guapo Brilhante, BRS Expedito and UTF-1 Balisa. For fibers content, CNFP 8100, FT 96-1282, Valente and Varre Sai were used. The crossings were performed inside a greenhouse using complete diallel approach and assessed in the field using a randomized complete block design with two replications. The laboratory analyses were realized to protein and dietary fiber content. Negative phenotypic correlation between protein content and grain yield was observed. The crossings between the high protein content genitors produced F2 populations with high protein content. Genetic variability was observed for genitors, F1 s and their reciprocals for dietary fiber content. The largest heritability estimates were obtained for fibers content and the smallest for grain yield. Phenotypic correlation between dietary fiber, their different fractions (soluble and insoluble) and grain yield was not observed. Phenotypic correlation between fiber insoluble and dietary fiber content was positive, wile between soluble and insoluble fiber was negative. In the populations studied, the selection for protein content and fibers associated with high grain yield could be performed with success as long as we have better understanding of the genetic control, environmental effect and genotype x environment interaction that influence these characteristics. / O desenvolvimento de cultivares de feijão com alta qualidade nutricional aliado ao alto rendimento de grãos é desejável. Como conseqüência, este trabalho buscou avaliar os genitores e as populações F1 , recíprocos, F2 e retrocruzamentos obtidos das combinações entre quatro genitores para o teor de proteína (TPS Nobre, Guapo Brilhante, BRS Expedito e UTF-1 Balisa) e de quatro genitores para o teor de fibras (CNFP 8100, FT 96-1282, Valente e Varre Sai). Os cruzamentos foram realizados em casa-de-vegetação, segundo a metodologia de dialelos completos, e avaliados a campo utilizando o delineamento experimental de blocos ao acaso com duas repetições. As análises laboratoriais foram realizadas quanto aos teores de proteína bruta e fibra alimentar. Correlação fenotípica negativa entre proteína bruta e rendimento de grãos foi observada. Hibridações controladas entre genitores com alto teor de proteína, possibilitaram a obtenção de populações F2 com alto teor protéico. Foi encontrada variabilidade genética para teor de fibra alimentar para genitores, F1 s e recíprocos. As maiores estimativas de herdabilidade foram observadas para teor de fibras e as menores para rendimento de grãos. Não foi encontrada correlação fenotípica entre fibra alimentar, suas diferentes frações (solúvel e insolúvel) e rendimento de grãos. As correlações fenotípicas entre o teor de fibra insolúvel e de fibra alimentar foram positivas, enquanto que entre fibra solúvel e insolúvel foram negativas. Nas populações estudadas, a seleção para teor de proteína e de fibras associadas ao elevado rendimento de grãos poderá ser realizada com sucesso, desde que se tenha melhor entendimento do controle genético, dos efeitos ambientais e da interação genótipo x ambiente que atuam nessas características.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Agribusiness has high importance in the state of Rio Grande do Sul, with the incorporation of fundamental importance to maintain its competitiveness and attractiveness factor technologies. Irrigation has become among the leading technologies available, featuring as main advantages to increase productivity and reduce risks associated with droughts. The determination of productive crop responses via simulation models has elevated in recent years, combining the agricultural sector the possibility of predictions about various scenarios, among these, water availability, reducing time and costs. In the same way, performing historical analyzes of production and profitability are essential for decision making related to incorporeal technologies in agricultural practice. This study aims to determine, via simulation models, productive responses of soybean, maize and beans, grown under different water regimes by performing temporal and risk analysis of the results obtained for the region of Santiago, RS. The study was conducted in the municipality of Santiago (29° 09 'S and 54 ° 51 ' O), with crops of soybeans, corn and beans, calibration and validation of models for these cultures in the DSSat system being performed, and subsequent evaluation and compared to the available models for soybean and beans in RSAP system. In the models considered fit after evaluation, sequences of climatic data (1961-2010) and certain productive responses related to growing conditions in rainfed and under great water conditions being held temporal and annual profitability analysis were included. The Cropgro - Soybean, Ceres-Maize - and Cropgro Drybean, framed models obtained performance as very good, very good and good for simulation of the production of grain (PG) of soybean, corn and beans, respectively, and great for simulation maximum production of dry matter (MSM) for all cultures. In comparison to the productive field responses versus models available in the DSSat system and RSAP, it was observed that for soybean and bean, the simulations obtained with the DSSat minor variations for soybeans, and RSAP for beans, however, both systems showed variations considered satisfactory. For historical simulations, the upland, the three studied crops (soybean, maize and beans), showed significant reductions in production and consequent income due to the drought. In both conditions of crops (dryland and irrigated) the higher costs, income and income were associated with maize, followed by soy beans. Comparing irrigated with dryland, the bean crop showed the greatest increases in profit complementation function of water, followed by corn and soybeans. Conclude that the simulation models were presented as useful tools for determining the yield response of crops under study, and compared with rainfed crops irrigated, the last were more interesting technically and economically. / O agronegócio apresenta elevada importância no Estado do Rio Grande do Sul, sendo a incorporação de tecnologias fator fundamental para manter a sua competitividade e atratividade. A irrigação apresenta-se dentre as principais tecnologias disponíveis, apresentando como principais vantagens a elevação da produtividade e a redução de riscos associados as estiagens. A determinação das respostas produtivas das culturas via modelos de simulação tem elevado-se nos últimos anos, aliando ao setor agropecuário a possibilidade de previsões sobre diversos cenários, dentre estes, os de disponibilidade hídrica, com redução de tempo e custos. Neste mesmo sentido, a realização de análises históricas de produções e rentabilidades são essenciais para tomadas de decisão relacionadas a incorpação de tecnologias na prática agrícola. O presente trabalho tem como objetivo determinar, via modelos de simulação, as respostas produtivas das culturas da soja, milho e feijão, cultivadas sob diferentes regimes hídricos, realizando análise temporal e de risco dos resultados obtidos, para a região de Santiago, RS. O trabalho foi realizado para o município de Santiago (29°09 S e 54º51 O), com as culturas da soja, milho e feijão, sendo realizada a calibração e validação dos modelos relativos a estas culturas presentes no sistema DSSat; e posterior avaliação e comparação com os modelos disponíveis para as culturas da soja e feijão no sistema RSAP. Nos modelos considerados aptos após a avaliação, foram inseridas sequencias de dados climáticos (1961-2010) e determinadas as respostas produtivas referentes às condições de cultivo em sequeiro e sob ótima disponibilidade hídrica, sendo realizada análise temporal e de rentabilidade anual. Os modelos Cropgro-Soybean, Ceres-Maize e Cropgro-Drybean, obtiveram desempenho enquadrado como muito bom, muito bom e bom, para simulação da produção de grão (PG) das culturas da soja, milho e feijão, respectivamente e ótimo para simulação da produção de matéria seca máxima (MSM) de todas as culturas. Na comparação entre respostas produtivas à campo versus modelos disponíveis no sistema DSSat e no RSAP, observou-se que para as culturas da soja e feijão, as simulações realizadas com o DSSat obtiveram menores variações para a soja, e o RSAP para o feijão, porém, ambos os sistemas apresentaram variações consideradas satisfatórias. Para as simulações históricas, na condição de sequeiro, as três culturas estudadas (soja, milho e feijão), apresentaram significativas reduções de produção e consequente lucro em função do déficit hídrico. Em ambas as condições de cultivos (sequeiro e irrigado) os maiores custos; renda e lucro estiveram associado a cultura do milho, seguidos pelo feijão e soja. Comparando cultivo irrigado com o de sequeiro, a cultura do feijão foi a que apresentou maiores elevações de lucro em função da complementação hídrica, seguidas pelas culturas do milho e soja . Conclui-se que os modelos de simulação apresentaram-se como ferramentas úteis para a determinação das respostas produtivas das culturas em estudo, sendo que comparado cultivos de sequeiro com irrigados, os últimos apresentaram-se mais interessantes técnica e economicamente.