Made available in DSpace on 2014-08-20T14:06:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese_ Igor_ Valerio.pdf: 990885 bytes, checksum: 6b9bd709ded7ec022e6445c220d43a98 (MD5) Previous issue date: 2008-05-20 / Many selection strategies have contributed for the continuous progress in wheat breeding programs. On the other hand, the main yield component (number of fertile tillers), has still been underexploited. In this sense, in order to investigate this issue, this work was planned to report the state of the art processes involved in tiller production and development. This information was crucial to the design of the next experiments on genotypes contrasting for tiller number and their response in segregating generations, when subjected to artificial crosses. The seeding density influences greatly grain yield, since it is directly related to fertile tiller production potential, and has a direct effect on number of ears per unit area. Likewise, the genotype and environment effects were important for the adjustment of seeding density and maximum yield obtained. It is essential that the best seeding rate be found for a given genotype at a given location. Genotypes with reduced tillering potential, revealed a larger buffering effect. However, only at seeding density higher than 400 seeds m-2. The genotypes with high tillering potential revealed the best grain production performance at low seeding density. However, these genotypes have a long developing cycle, with high tillering senescence rate when subjected to high seeding density. The use of genotypes contrasting for tillering ability enabled one to find in the segregating generations, wide genetic variability for tillering ability and consequently for the yield components. The selection for high or low number of tillers and the bulk selection vary their efficiency with the crop management system to which the segregating population is subjected. The best grain yield performance is achieved in the selection for low number of tillers, with high average grain weight under competition. / Diversas estratégias de seleção têm contribuído para o contínuo progresso da cultura do trigo nos programas de melhoramento. Por outro lado, o principal componente do rendimento (número de afilhos férteis), ainda revela severos questionamentos sobre o seu real aproveitamento em condições de lavoura. Neste sentido, por entender a fundamental importância deste assunto, foi buscado neste trabalho, primeiramente, relatar o estado da arte dos processos envolvidos na produção e desenvolvimento de afilhos, o que permitiu trazer, posteriormente, contribuições importantes para o desenvolvimento dos demais trabalhos em genótipos contrastantes para afilhamento e a resposta destes, em gerações segregantes, quando submetidos a cruzamentos artificiais. A densidade de semeadura revela a maior variação na produtividade da cultura, uma vez que está diretamente relacionada ao potencial do genótipo em produzir afilhos férteis, com efeito direto no número de espigas produzidas por unidade de área. Da mesma forma, o efeito do genótipo e do ambiente foram determinantes na densidade de semeadura obtida com o máximo rendimento de grãos, destacando a necessidade de implementar, para cada condição de cultivo e genótipo utilizado, uma densidade ideal. Genótipos com reduzido potencial de afilhamento revelam o maior efeito compensatório, porém, com aproveitamento somente em densidade superior a 400 sementes m-2. Os genótipos com elevado potencial de afilhamento revelam o melhor comportamento para rendimento de grãos em reduzidas densidades, porém, evidenciam um longo ciclo de desenvolvimento, com senescência elevada de afilhos quando submetidos a elevadas densidades. O uso de genótipos contrastantes para o afilhamento, possibilitou encontrar em gerações segregantes, ampla variabilidade genética para o caráter e consequentemente para os componentes do rendimento. A seleção para elevado ou reduzido número de afilhos e a seleção em bulk são dependentes do sistema de manejo em que a população segregante for submetida. O melhor desempenho em rendimento de grãos é alcançado na seleção para reduzido número de afilhos, com média elevada para massa de grãos em competição.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The quality of the seeds used in any agricultural cultivation is one of the important factors for the obtaining of a number of ideal plants and high productivity. The evaluation of the physiological potential of the seeds is essential to the quality control programs utilized by producing companies and this evaluation is realized through vigor tests. Cytogenetic studies also provide information about the quality of the seeds, allowing to identify anomalies that compromise the vigor. For the obtainment of precise results in agricultural experiments, the determination of the samples‟ size to be used is one of the main quality components of the experiments. Thereby, the objectives of this study aimed to determine and standardize the methodologies of the mass and individual electric conductivity tests for the physiological quality of the wheat seeds; detect cytogenetic and physiological alterations that occur during the deterioration process of the seeds submitted to the artificial aging and estimate the sample size, in number of seeds, for the average estimation of individual electric conductivity in different times of soaking. Five varieties of wheat seeds were used: Fundacep Horizonte, Fundacep Campo Real, Quartzo, Mirante and Ônix, subdivided into two subgroups of seeds for each variety (high and low vigor) through the methodology of accelerated aging. Each group was evaluated physiologically by the determinations of germination tests and vigor tests. Later on, the seeds were submitted to the tests to be standardized: mass electric conductivity and individual electric conductivity, in nine soaking periods (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, and 24 hours). For the cytogenetic analysis, the seeds from the varieties Fundacep Campo Real and Ônix were used. They were submitted to the accelerated aging process by zero, 24, 48, 72, 96 and 120 hours, at 42ºC and 100% of relative air humidity. Physiological determinations were also effectuated and the cytogenetic analyses were realized through conventional techniques, as chromosome observation and mitotic index. To determine the sample size, an interactive process of resampling was conducted with 1000 resamplings, with restitution, using different sample sizes, starting with one seed and adding a seed to each interaction until the maximum size of 400 seeds. The obtained results reveal that the individual electric conductivity test was effective for the separation of the groups of wheat seeds and the best combination was the utilization of 25 ml of soaking solution and samples of 75 seeds, during the periods of 8 and 24 hours. The individual electric conductivity test was efficient for the vigor determination of the wheat seeds with the possibility of reading with reduced period of one hour of seed soaking. The seed deterioration caused by the accelerated aging has relation with the reduction of the germination potential and the vigor of the wheat seeds from the varieties Campo Real and Ônix; the stress caused by the accelerated aging on the seeds from both varieties leads to a drastic reduction on the mitotic index and the accelerated aging leads to an increase of anomalies frequency, possibly, related to a genotypic effect. The sampling, in number of wheat seeds, to evaluate the individual electric conductivity is of 44 seeds; for groups in which the accelerated aging was not applied, it is 27 seeds; for groups artificially aged, the amplitudes are from 3 to 5 uS. cm-1 seed-1, for soaking time from one to 24 hours. / A qualidade das sementes utilizadas em qualquer cultivo agrícola é um dos fatores importantes para obtenção de um número de plantas ideal e alta produtividade. A avaliação do potencial fisiológico das sementes é essencial aos programas de controle de qualidade empregados por empresas produtoras e, essa avaliação é realizada através de testes de vigor. Estudos citogenéticos também fornecem informações sobre a qualidade das sementes, permitindo identificar anomalias que comprometem o vigor. Para obtenção de resultados precisos em experimentes para qualidade de experimentos. Desse modo, os objetivos desse estudo foram determinar e padronizar metodologias para os testes de condutividade elétrica massal e individual visando a determinação da qualidade fisiológica de sementes de trigo; detectar alterações citogenéticas e fisiológicas que ocorrem durante o processo de deterioração das sementes submetidas ao envelhecimento artificial; e determinar o tamanho de amostra, em número de sementes, para a estimação da média de condutividade elétrica individual em diferentes tempos de embebição. Foram utilizadas cinco cultivares de trigo: Fundacep Horizonte, Fundacep Campo Real, Quartzo, Mirante e Ônix, subdivididas em dois sublotes de sementes para cada cultivar (alto e baixo vigor) através da metodologia do envelhecimento acelerado. Cada lote foi avaliado fisiologicamente pelas determinações do teste de germinação e testes de vigor. Posteriormente, as sementes foram submetidas aos testes a serem padronizados: condutividade elétrica massal e condutividade elétrica individual, por nove períodos de imersão (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 e 24 horas). Para as análises citogenéticas, foram utilizadas sementes das cultivares Fundacep Campo Real e Ônix, submetidas ao processo de envelhecimento acelerado por zero, 24, 48, 72, 96 e 120 horas, à 42ºC e 100% de UR. Determinações fisiológicas também foram efetuadas e as análises citogenéticas foram realizadas através de técnicas convencionais, como observação dos cromossomos e índice mitótico. Para determinar o tamanho de amostra, realizou-se um processo interativo de reamostragem com 1000 reamostragens, com reposição, utilizando diferentes tamanhos de amostras, iniciando com uma semente e acrescentando uma semente em cada interação até o tamanho máximo de 400 sementes. Os resultados obtidos revelaram que o teste de condutividade elétrica individual foi eficiente para a separação dos lotes de sementes de trigo e a melhor combinação foi a utilização de 25mL de solução de embebição e amostras de 75 sementes, nos períodos de 8 e 24 horas e, que o teste de condutividade elétrica individual foi eficiente para a determinação do vigor das sementes de trigo com a possibilidade de leitura com período reduzido de uma hora de embebição das sementes. A deterioração das sementes causada pelo envelhecimento acelerado tem relação com a diminuição do potencial germinativo e de vigor das sementes de trigo das cultivares Campo Real e Ônix; o estresse causado pelo envelhecimento acelerado nas sementes de ambas as cultivares leva a drástica redução no índice mitótico e, o envelhecimento acelerado leva ao aumento da frequência de anomalias cromossômicas, porém com respostas distintas para as cultivares analisadas, possivelmente, vinculado a efeito genotípico. A amostragem, em número de sementes de trigo, para avaliar a condutividade elétrica individual é de 44 sementes; para lotes em que não foram aplicados o envelhecimento acelerado, é de 27 sementes; para lotes envelhecidos artificialmente, para amplitudes de 3 a 5 uS cm-1 semente-1, para tempos de embebição das sementes de uma a 24horas.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Leaf rust and leaf spots caused by Bipolaris sorokiniana and Drechslera tritici-repentis, are diseases that dramatically reduce the productivity of wheat. Depending on the difficulty in having cultivars resistant to all diseases, chemical control is an alternative, technically and economically viable. To maximize the residual of fungicides is necessary to optimize the factors related with spray minimizing the losses due to disease incidence. The goal of the work was to determine the influence of the number of drops in the penetration of fungicides and its control efficacy at various stages of application. The experimental design used was randomized block in Split plot design, totaling 20 treatments and four replications. The treatments were two wheat cultivars (Fundacep Cristallino and Fundacep Nova Era); three spray tips (XR 11002, TJ 60-11002 and TX 8002); 3 fungicides: Pyraclostrobin + Epoxiconazol; Epoxiconazol and Pyraclostrobin, and a control without any application. It was evaluated the density of drops per square centimeter, DMV, DMN, severity of disease, weight of hectoliter and productivity of the crop. The use of fungicides pyraclostrobin and epoxiconazol + piraclostrobia, respectively, provided the better control of diseases, higher productivity and greater weight of hectoliter in Nova Era cultivar. On the other hand, Cristalino cultivar with lower impact of the diseases did not show difference on efficacy of the fungicides used. The control of diseases was influenced by the DMV/DMN ratio due to the use of different spray tips. Tips with thin/medium drop spectrum performed better coverage at the lower part of the canopy, providing fewer establishments of the diseases. The correlation between the variables showed that the second application of fungicides was the one that crashed in the calculation of the area under the curve of progress of diseases (AACPD), hectoliter weight and yield. The greater disease pressure at flowering can explain this result. / A Ferrugem da folha e as manchas foliares causadas por Bipolaris sorokiniana e Drechslera tritici-repentis, são doenças capazes de reduzir drasticamente a produtividade da cultura do trigo. Em função da dificuldade em dispor de cultivares resistentes a todas as doenças, o controle químico é uma alternativa viável, técnica e economicamente. Para maximizar o residual dos fungicidas é necessário otimizar os fatores relacionados à tecnologia de aplicação minimizando os danos em função da incidência das doenças. O objetivo do trabalho foi determinar a influência do número de gotas na penetração dos fungicidas e na sua eficácia de controle em diferentes momentos de aplicação. O delineamento experimental utilizado foi de Blocos ao acaso em parcelas subsubdivididas, totalizando 20 tratamentos em quatro repetições. Os tratamentos foram constituídos por duas cultivares de trigo (Fundacep Cristalino e Fundacep Nova Era); três pontas de pulverização (XR 11002, TJ 60-11002 e TX 8002); 3 fungicidas: Piraclostrobina + Epoxiconazol; Epoxiconazol e Piraclostrobina, mais uma testemunha sem aplicação. Foi avaliada a densidade de gotas por centímetro quadrado, diâmetro mediano volumétrico (DMV), diâmetro mediano numérico (DMN), severidade das doenças, peso do hectolitro e produtividade da cultura. A utilização dos fungicidas epoxiconazol+ piraclostrobina e piraclostrobina, respectivamente, proporcionaram o melhor controle de doenças, melhor produtividade e maior peso do hectolitro na cultivar Nova Era. Por outro lado, na cultivar Cristalino submetida a um menor impacto das doenças, não houve diferença com relação aos fungicidas utilizados. O controle de doenças foi influenciado pelo espectro de gotas proporcionado devido a utilização das diferentes pontas de pulverização. Pontas com espectro fino/médio apresentaram melhor cobertura do terço inferior do dossel, proporcionando menor estabelecimento das doenças. A correlação entre as variáveis mostrou que a segunda aplicação dos fungicidas foi a que mais impactou no calculo da área abaixo da curva de progresso das doenças (AACPD), produtividade de grão e peso do hectolitro. Esse resultado pode ser explicado pela maior pressão de doença no estádio de florescimento.

La culture d’associations de variétés sensibles et résistantes au sein d’une même parcelle permet de réduire la propagation des maladies fongiques foliaires aériennes. L’architecture des plantes a un impact sur la dispersion de spores et le microclimat, mais est rarement prise en compte dans la conception des associations. L’objectif de cette thèse était de comprendre le rôle joué par l’architecture dans des associations de variétés différant par leur niveau de résistance à une maladie dispersée par éclaboussement, la septoriose du blé, causée par Zymoseptoria tritici. Une expérimentation en conditions contrôlées a permis de quantifier des relations entre interception de spores et architecture des couverts. Des différences de densité entre couverts purs et associés ont donné lieu à une réduction du niveau de maladie sur les plantes sensibles cultivées en association par rapport à celles cultivées pures. Lors d’une expérimentation au champ, les associations de variétés de hauteurs de tiges contrastées étaient moins malades que celles ayant des hauteurs similaires. Ces résultats ont été mis en relation avec des effets de l’architecture sur la dispersion de spores et la durée d’humectation au sein des couverts. Une approche de modélisation spatialement explicite a permis d’identifier des mécanismes de dispersion par éclaboussement liés à l’architecture des couverts associés. Dans des associations de variétés de hauteurs différentes, la quantité d’inoculum éclaboussée dépendait de la surface foliaire présente au dessus des feuilles malades (effet parapluie). La quantité d’inoculum interceptée par un étage foliaire était liée à la différence de hauteur entre la source d’inoculum et l’étage foliaire (effet hauteur). Les différences de hauteur de plantes entre variétés d’une association ont modulé l’interception de spores par des feuilles résistantes (effet barrière). Nos résultats suggèrent qu’une prise en compte de l’architecture des variétés dans la conception des associations variétales permettrait de mieux maîtriser les maladies par éclaboussement. / Growing mixtures of susceptible and resistant cultivars in the same field makes it possible to reduce the propagation of airborne fungal plant diseases. Plant architecture has an impact on spore dispersal or microclimate, but is rarely taken into account in mixture design. The objective of this work was to understand the role of canopy architecture in mixtures of cultivar of different levels of resistance to a disease dispersed by rain-splash, septoria tritici blotch, caused by Zymoseptoria tritici. A controlled conditions experiment made it possible to quantify relationships between spore interception and canopy architecture. Differences of canopy density between pure stands and mixtures led to a reduction in disease on susceptible plants grown in mixture, compared to the susceptible pure stand. During a field experiment, mixtures of cultivars with contrasted stem height were less diseased than those with similar stem height. These results were related to the effect of canopy architecture on spore dispersal and leaf wetness duration. A spatially explicit modeling approach made it possible to identify splash dispersal mechanisms related to the architecture of mixed canopies. In mixtures of cultivar with diverse plant height, the amount of splashed inoculum depended on leaf area located above diseased leaves (umbrella effect). The amount of inoculum intercepted by a leaf layer was related to its difference of height between the inoculum sources (height effect). Differences of plant height between cultivars composinga mixture modulated the interception of spores by resistant leaves, providing an increased protection of susceptible leaves (barrier effect). Our results suggest that considering cultivar architecture in the design of cultivar mixtures could make it possible to improve the management of splash-dispersed diseases.

Master of Science / Genetics Interdepartmental Program / Bikram S. Gill / TILLING (Targeting Induced Local Lesions IN Genomes) is a high-throughput, reverse genetics strategy for scanning mutagenized populations for point mutations in loci of interest. Originally, TILLING was used to investigate gene function in Arabidopsis and has since been similarly applied for gene functional analysis in other organisms. TILLING also allows the generation of novel genetic variation in specific genotypes and, thus, has been implemented as a tool for crop improvement. Ethyl methanesulfonate (EMS) is a widely used mutagen to induce point mutations in most TILLING protocols. M1 plants are then self-pollinated and M2 seed harvested. A single seed is grown from each M2 progeny and tissue taken for DNA isolation. M3 seed is cataloged. DNA is pooled to increase the efficiency and aid in mutation detection. Polymerase chain reaction (PCR) is used to amplify a locus of interest using the M2 DNA pools as a template. The PCR products are digested with an endonuclease that cleaves mismatched, mutant DNA, and the digested products are visualized. The pools for which PCR products are positive for a mutation are deconvoluted to determine which individual plant of the pool was responsible for the mutation. DNA from the positive individual is sequenced to determine the type of mutation (missense, nonsense, synonymous). Individuals with mutations that are more likely to disrupt gene function (nonsense and certain missense) are studied further by growing the corresponding M3 generation. In bread wheat, Triticum aestivum, TILLING is complicated by polyploidy: genes that have homoeologs require that the functionality of each be studied. If functional homoeologs are present for all three genomes, mutants must be identified for each homoeolog, followed by successive intercrossing to produce a triple mutant plant. As a model for wheat genetics, we propose TILLING in diploid wheat. EMS mutant populations were created in diploid wheat (Triticum monococcum ssp. monococcum) and the hexaploid bread wheat cultivar ‘Jagger’. The diploid and hexaploid wheat populations were screened for mutations at the waxy locus, GBSS1, as a validation of our population and for comparative analysis of mutation rates in 2x and 6x wheat. For diploid wheat, GBSSI was screened in 716 M2 plants, and one mutant was found for 1.9 Mb screened. 3 For hexaploid wheat, GBSSI was screened in 518 M2 plants, and 30 mutants were identified within a total of 657 Kb screened, giving a mutation frequency of one mutation per 22 Kb. The reasons for this vast difference in mutation frequency between diploid and hexaploid wheat are discussed. The diploid wheat population was further examined by screening for mutations within four lignin biosynthesis candidate genes, for a total of 2 Mb screened. A single mutant was discovered for both of the lignin genes PAL6 and HCT, giving a mutation frequency of one mutation per 1 Mb screened.

Thesis (PhD)--Stellenbosch University, 2014. / ENGLISH ABSTRACT: The Russian wheat aphid (Diuraphis noxia, Kurdj., Hemipetra, Aphididae, RWA) is an important pest of wheat, causing large-scale damage and yield losses. Various studies have been done at a transcriptomics level, including complementary DNA-amplified fragment length polymorphisms (cDNA-AFLPs), suppressive subtractive hybridization (SSH) and micro-array, which have identified genes putatively involved in RWA resistance. Even though these candidate genes have been identified, their role in host defence still needs to be verified using a functional genetics approach. In this study virus induced gene silencing (VIGS) using a barley stripe mosaic virus (BSMV) vector, has been utilized to knock-down candidate genes of interest in a wheat cultivar with the Dn1-resistance gene (TugelaDN). In this study it was hypothesized that genes involved in the hypersensitive response (HR) may contribute towards resistance and were thus targeted for silencing. These include glutathione-S-transferase (GST), superoxide dismutase Cu/Zn (SOD) and thylakoid-associated ascorbate peroxidase (tAPX). However, since aphid feeding also results in wounding, the genes were also analyzed under wounding only. Aphid fecundity is considered an indicator of involvement in RWA resistance, as susceptible plants result in higher aphid fertility. Findings in the study suggest that with wounding only, that Dn1 containing plants produce a greater hypersensitive response than susceptible controls. Ascorbate peroxidase was found to be important for wounding-induced resistance in Dn1 wheat plants. Under infestation conditions, silencing of superoxide dismutase Cu/Zn (SOD) and thylakoid-associated ascorbate peroxidase (tAPX) was found not to have an effect on aphid fertility and thus are not directly involved in resistance signaling. Knock-down of a phi-class glutathione-S-transferase F6 (TaGSTF6) transcripts however, had a large effect on aphid nymph numbers and thus may contribute to Dn1-resistance. Putative resistance genes silenced under aphid infestation conditions were a nucleotide binding protein (NBP) and resistance gene analogue 2 (RGA2). Analysis of NBP revealed its identity as a part of the iron homeostasis machinery in the cytosol, responsible for Fe-cluster assembly. Silencing of both NBP and RGA2 resulted in the expression of a susceptible phenotype. T10rga2-1A is an NBS-LRR protein known to be required for rust resistance in concert with resistance gene Lr10. T10rga2-1D silenced treatments resulted in susceptibility and plant death after aphid infestation, suggesting that T10rga2-1D may be a good up-stream candidate in Dn1-resistance. / AFRIKAANSE OPSOMMING: Die Russiese-koringluis (RWA) is ‘n pes wat ‘n belangrike ekonomiese invloed op koring opbrengste het en infestasie kan tot grootskaalse skade en oes verlies lei. Verskeie studies, onder andere komplimentêre DNA amplifiseerde fragment polimorfismes (cDNA-AFLPs), onderdrukkende onderskeidende hibridisaie (SSH) en mikro-reekse wat voorheen op transkriptomiese vlak gedoen is, het moontlike gene wat by RWA weerstand betrokke is, geïdentifiseer. Alhoewel hierdie gene reeds geidentifiseer was, hulle rol is nogtans onbekend. Dié gene moet nog getoets word, duur funksionele genetiese benaderingste maak. In hierdie studie is ‘n gars streep mosaïek virus vektor (BSMV) gebruik om kandidaat-gene van belang in ‘n Dn1-weerstandige geen-bevattende kultivar (TugelaDN) te onderdruk. Ondrukking van gene het deur middel van virus geïnduseerde geen onderdrukking (VIGS) plaasgevind. In hierdie studie is die hipotese gestel dat die gene betrokke by die hipersensitiewe reaksie (HR) ‘n invloed op plantweerstand kan hê en is dus geteiken vir geen-onderdrukking-studies. Hierdie gene het die volgende ingesluit: glutatioon-S-transferase (GST), superoksied dismutase Cu/Zn (SOD) en askorbien peroksidase (APX). Egter, omdat luisinfestasie ook tot verwonding aanleiding gee, is die onderdrukte gene ook onder alleenlik verwondingstoestande getoets. Luis vrugbaarheid is gebruik as indikator van betrokkenheid omdat meer vatbare plante ‘n hoër luis vrugbaarheid tot gevolg het. In die studie is gevind dat onder alleenlik verwondingkondisies, plante wat Dn1 bevat, ‘n groter hipersensitiewe respons vertoon, as vatbare kontroles. Daar is verder gevind dat askorbien peroksidase ‘n belangrike rol tydens verwondings-geïnduseerde weerstand in Dn1-plante speel. Daar is verder bevind dat die onderdrukking van superoksied dismutase Cu/Zn (SOD) en ‘n tilakoïed-geassosïeerde askorbien peroksidase (tAPX). Onder luis-infestasie kondisies, geen effek op luisvrugbaarheid gehad het nie en dus nie direk by die weerstandsrespons betrokke is nie. Die onderdrukking van ‘n phi-klas glutatioon-S-transferase F6 (TaGSTF6) het egter ‘n groot invloed op luis-vrugbaarheid gehad en kan dus ‘n rol in Dn1-weerstand speel. Die moontlike weerstands gene, geïdentifiseer as nukleotied bindings proteïen (NBP) en weestandsgeen anoloog 2 (T10rga2-1D), is getoets onder luis-infestasie kondisies. Die analise van NBP het getoon dat dit ‘n integrale deel van die yster homeostase meganisme in die sitosol, wat vir Fe-kluster samestelling verantwoordelik is, vorm. Onderdrukking van beide die NBP en T10rga2-1D het tot die uitdrukking van ‘n vatbare fenotipe aanleiding gegee. T10rga2-1A is ‘n NBS-LRR proteïen wat bekend is om noodsaaklik te wees tydens roes weerstandigheid in teenwoordigheid van die weerstandsgeen Lr10. T10rga2-1D-onderdrukte behandelings het tot vatbaarheid aangeiding gegee en daartoe gelei dat plante na luis-infestasies doodgaan. Hierdie resultate dui dus ‘n rol vir T10rga2-1D in Dn1-weerstandigheid aan, en suggereer verder dat hierdie geen ‘n goeie stroom-op kandidaat in Dn1-weerstandigheid is.

O máximo potencial produtivo da cultura envolve além do potencial genético condições edafoclimáticas e de manejo adequadas. Entre as técnicas de manejo, a adubação nitrogenada é uma das mais importantes na cultura do trigo, pois o nitrogênio atua na dinâmica de diferentes processos de crescimento e desenvolvimento da planta, interferindo no potencial produtivo de forma a incrementar a produção de biomassa e grãos. A definição da condição mais adequada de aplicação do nitrogênio em cobertura no trigo é uma estratégia importante para otimizar o aproveitamento deste nutriente à produção de grãos. O objetivo deste trabalho foi conhecer a dinâmica de expressão de caracteres de produção de trigo (da classe industrial pão) em relação às diferentes condições de fracionamento e doses de nitrogênio aplicado em cobertura e sob distintos sistemas de sucessão comumente empregados na região noroeste do estado do RS. Foram conduzidos experimentos em delineamento de blocos ao acaso com quatro repetições num esquema fatorial 3x4 para condições de adubação nitrogenada com aplicação total ou fracionada, (V3, V3/V6 e V3/R1) e doses de adubação nitrogenada (0, 30, 60 e 120 kg de N ha-1) nos sistemas de sucessão de rápida e lenta liberação de N-residual, nos anos agrícolas de 2011 e 2012. A elevada taxa diária de produção de biomassa não é determinante na definição da dose e fracionamento mais ajustado na expressão do rendimento de grãos, independente dos anos e sistemas de cultivo. Em anos favoráveis em relação à precipitação e sistema de menor relação carbono/nitrogênio, a dose cheia se mostra mais indicada. Em condições hídricas restritivas, o fracionamento mostra benefícios mais efetivos apenas nas fases V3 e V3/V6. O modelo de regressão linear múltipla é indicado na estimativa de produtividade de trigo, principalmente quando inserido no modelo a dose de fornecimento de nitrogênio. O modelo original Villa Nova et al. (2001) para estimativa de colheita não foi eficiente na estimativa de produtividade do trigo, porém, a inclusão de um fator de correção para o modelo melhorou significativamente esta estimativa. / 132 f.

O trigo (Triticum aestivum L.) é uma espécie mundialmente cultivada pelo valor importantíssimo no mercado dos produtos agrícolas. Portanto, inúmeros derivados são obtidos através de sua industrialização que vão desde a farinha para fabricação de pães, massas, biscoitos, o farelo na alimentação animal e até o gérmen utilizado na indústria farmacêutica, na produção de óleos e dietéticos. Por ser da família das gramíneas, o trigo não tem como característica a fixação biológica de nitrogênio, necessitando assim, que esse nutriente seja suprido através de fertilizantes para completar seus processos biológicos de crescimento e reprodução. Aliado a este fator, a cultura antecessora e as variáveis meteorológicas também interferem diretamente na dinâmica de uso e aproveitamento do nitrogênio na produção e qualidade de grãos. Portanto, a adubação nitrogenada se insere como um fator importante seja ela de liberação sintética ou pela decomposição orgânica da palhada. A decomposição dos resíduos das culturas antecessoras depende das suas características, seja pela relação carbono/nitrogênio (C/N) que envolve teores de carbono solúvel, celulose e lignina, bem como, a umidade, temperatura e outros fatores. O presente trabalho tem como objetivo determinar modelos que permitam elucidar a dinâmica de aproveitamento do nitrogênio e sua otimização de uso sobre a expressão dos caracteres de produção do trigo classe industrial tipo pão (BRS Guamirim) sobre o efeito das doses e fracionamento do nutriente em distintos sistemas de cultivo. Assim, buscar nesta cultura um ajuste mais aprimorado da adubação nitrogenada atrelada às condições de fracionamento do nutriente na expressão de biomassa e grãos e da eficiência desta relação, ligando o precedente cultural de alta e reduzida liberação de N-residual junto à interatividade constante das variáveis meteorológicas. Uma condição-chave em qualificar o manejo desta espécie em inferências às condições regionais do noroeste do estado do Rio Grande do Sul, principal região produtora do Brasil. O experimento tratou da avaliação dos fatores nos anos de 2012, 2013 e 2014, no Instituto Regional de Desenvolvimento Rural (IRDeR) do Departamento de Estudos Agrários da UNIJUÍ, localizado no município de Augusto Pestana (RS). Na condição de cultivo com cobertura residual de elevada e reduzida relação C/N (sistema soja/trigo e milho/trigo, respectivamente), dois experimentos foram conduzidos em cada sistema, um para quantificar a taxa de produção de biomassa e, o outro, para a colheita no final do ciclo, visando exclusivamente à estimativa da produtividade de grãos. Portanto, nos quatro experimentos, o delineamento experimental foi o de blocos casualizados com quatro repetições, seguindo um esquema fatorial 4 x 3 nas fontes de variação doses de N-fertilizante (0, 30, 60, 120 kg de N ha-1) na fonte uréia e fracionamento do N-fertilizante, nos estádios fenológicos (V3, V3/V6 e V3/R4). A condição V3 representa a dose cheia utilizada do nitrogênio e V3/V6 e V3/R4, o fracionamento com 70% da dose em V3, e o restante 30% adicionado em V6 ou R4. O estádio V3 é caracterizado como o início do afilhamento, com a emissão da terceira folha com colar (ao redor de 30 dias após emergência); V6 define a finalização do afilhamento no surgimento da sexta folha com colar e início da visualização do primeiro nó do colmo principal sobre o solo (ao redor de 60 dias após emergência) e; R4 é caracterizado como início da antese (ao redor de 90 dias após a emergência) na cultivar de trigo BRS Guamirim. A alta taxa de produção de biomassa não mostrou-se determinante na definição da dose e fracionamento de nitrogênio mais ajustado na previsão do rendimento de grãos, em ambos os sistemas de cultivo. Em anos favoráveis de cultivo frente à precipitação pluviométrica e sistema de alta liberação de N-residual (sistema soja/trigo), a dose sem fracionamento do N-fertilizante se mostra indicado, evidenciando maior rendimento de grãos. Em condições de baixa liberação de N-residual (sistema milho/trigo) o fracionamento é o mais indicado, no entanto, na condição V3/R4, a eficiência sobre a produtividade de grão é reduzida. Os modelos de regressão linear múltipla qualificam 16 a estimativa da biomassa, principalmente, quando incluído as variáveis doses de nitrogênio, dias ao corte, soma térmica e precipitação para incrementar o modelo múltiplo, juntamente com o fracionamento da adubação nitrogenada, para ambos os sistemas de cultivo (soja/trigo e milho/trigo). Também qualificam a produtividade de grãos as variáveis meteorológicas como soma térmica e precipitação junto à dose e fracionamento do nitrogênio frente às condições de alta e reduzida liberação de N-residual, qualificando em alta eficiência na previsão da produtividade. O modelo proposto via superfície de resposta também mostrou-se altamente significativo na previsibilidade da produtividade de grãos de trigo, através das doses e épocas de fornecimento da adubação nitrogenada. O modelo múltiplo na interatividade nitrogênio com as variáveis meteorológicas na proposição de estimativas da produtividade biológica junto às estimativas do índice de colheita permitiram uma nova proposta de simulação da produtividade de grãos em trigo. O modelo baseado em sistemas de regras fuzzy (SBRF) utilizando parâmetros climáticos e de manejo do nitrogênio se mostrou altamente eficiente na modelagem matemática voltada a simulação da produtividade de grãos de trigo. / 149 f.

Made available in DSpace on 2017-07-25T19:29:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marina Senger.pdf: 672810 bytes, checksum: 4349ab10f1f5d2436d6c99566564a482 (MD5) Previous issue date: 2013-07-22 / The arrangement of plants spaced paired is one of the management practices being used in some cultures and has resulted in increased yield. Aiming to evaluate the arrangements and plant density on agronomic characteristics, yield components and yield of two cultivars of wheat and barley, there were four experiments, differing in culture and farming in the city of PontaGrossa, PR, 2012. The experimental design used in was randomized blocks in a 2x4 factorial design with four replications. The treatments consisted of two plant arrangements (single spaced and paired) and four plant densities (45, 60, 75 and90plantsm-1). Treatments were applied in two wheat cultivars (BRS-Tangará and Marfim) and two barley (BRSCauêandMN-743). Increasing plant density reduced the number of tillers, stem diameter and number of spikelets per spikein wheat and barley, promoted height increaseonly inBRSCauêand lowerthousand grain weightin cultivarsBRS-Tangará e Marfim. In bothwheat cultivarsspacingpairedpromotedfewerspikeper square meter, higherthousand grain weightandlower yield. In the twobarley cultivarsin the spacing paired occurred fewer spikes persquare meter.On BRS-Cauê pacingpairedincreasedyieldandMN-743 pairedspacinghigher yieldsin the density of90plantsper meter. / O arranjo de plantas em espaçamento pareado é uma das práticas de manejo que está sendo utilizada em algumas culturas e tem resultado em aumento de produtividade. Com o objetivo de avaliar arranjos e densidades de plantas em características agronômicas, componentes de produção e produtividade de duas cultivares de trigo e de cevada, realizaram-se quatro experimentos, diferindo pela cultura e cultivar, no município de Ponta Grossa, PR, no ano de 2012. O delineamento experimental foi de blocos ao acaso, em esquema fatorial 2x4 com quatro repetições. Os tratamentos constaram de dois arranjos de plantas (espaçamento simples e pareado) e quatro densidades de plantas (45, 60, 75 e 90 plantas.m-1). Os tratamentos foram aplicados em duas cultivares de trigo (BRS-Tangará e Marfim) e em duas de cevada (BRSCâue e MN-743). O aumento da densidade de plantas reduziu o número de perfilhos, o diâmetro do caule e o número de espiguetas por espiga no trigo e na cevada,promoveu aumento da altura apenas na cultivar BRS-Câue e menor massa de mil grãos nas cultivares Marfim e BRS-Tangará. Nas duas cultivares de trigo o espaçamento pareado promoveu menor número de espiga por metro quadrado, maior massa de mil grãos e menor produtividade. Nas duas cultivares de cevada no espaçamento pareado ocorreu menor número de espigas por metro quadrado. Na cultivar BRS-Câue o espaçamento pareado aumentou a produtividade e para MN-743 o espaçamento pareado promoveu maior produtividade na densidade de 90 plantas por metro.

Gaeumannomyces tritici is a soil-borne, highly destructive, wheat root pathogen, causing take-all disease. Some modern, elite, winter wheat cultivars possess a genetic trait promoting low take-all inoculum build-up (LowTAB). This leads to reduced disease if wheat is grown in the same field the next year. This PhD aimed to test if genetics (LowTAB) and chemistry will individually or synergistically influence take-all fungal inoculum build-up in first wheats as methods to control second wheat take-all disease. The underlying mechanism, epidemiology, agronomy and genetics of the TAB (take-all build-up) trait in eight first wheat field trials was investigated. This identified two minor QTLs conferring the LowTAB trait, in a doubled haploid mapping population. This PhD also confirms the highly complex cultivar-year-field interactions that underpin this trait. Root phenotyping experiments in the field and laboratory highlight that the TAB trait is not likely to be the result of root system architecture variation. Future field trials are planned to confirm the QTLs identified and to test for links between TAB and root-soil-microbial interactions. The effect of foliar applied chemistry (fungicide: Amistar, active ingredient: azoxystrobin and plant growth regulator: Moddus, a.i. trinexapac-ethyl) combined with genetics (TAB) on first wheat take-all inoculum build-up and second wheat disease was investigated. To complement this, laboratory screens were performed checking for common target site mutations to the azoxystrobin fungicide, in new and historic G. tritici isolates. For the first time, legacy effects of first wheat foliar chemistry on second wheat disease were identified, however no synergy with genetics were found. Early first wheat Amistar sprays reduced second wheat take-all disease, whilst later sprays and plant growth regulator, Moddus; had no effect. However, first wheat inoculum reduction by Amistar, could not be directly linked to the second wheat disease outbreaks observed. No evidence of fungicide resistance was found in 40 UK isolates, thus the varied efficacy of Amistar is linked to soil dose rate at the different application times. The collective PhD findings of the effect of first wheat chemistry and genetics make a significant contribution to the control of take-all disease in commercial second wheat crops.