Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-04-27T13:44:59Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Rafael Cadore - 2014.pdf: 992547 bytes, checksum: 3c090e0d442eaf9bcbc68cf33b04c612 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-04-27T13:48:02Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Rafael Cadore - 2014.pdf: 992547 bytes, checksum: 3c090e0d442eaf9bcbc68cf33b04c612 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-27T13:48:02Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Rafael Cadore - 2014.pdf: 992547 bytes, checksum: 3c090e0d442eaf9bcbc68cf33b04c612 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2014-08-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / SUMMARY - Bacteria of the genus Azospirillum are atmospheric nitrogen (N) fixers and might promote the plant growth in non-leguminous plants. The use of inoculants containing these bacteria, mainly in corn culture, in an attempt to reduce the use of nitrogen fertilizers, improve the growth and development of plants and increase the productivity of grains is a good alternative for sustainable agriculture, however several factors may interfere in getting those benefits, such as the choice of the hybrid to be used, soil and climate conditions and management adopted. Thus, the objective was to evaluate the effect of inoculation with Azospirillum brasilense associated with nitrogen fertilization in corn hybrids coverage that has been recommended for Southwest Goiás, through two experiments. In the first field experiment conducted at second harvest with ten hybrids submitted to the inoculation with Azospirillum brasilense and nitrogen topdressing doses, consisting in the following treatments: no inoculation and no topdressing fertilization, no topdressing fertilization and inoculation, 35 kg ha-1 of N topdressing and inoculation; and 70 kg ha-1 of N topdressing and inoculation, thus forming a 10 x 4 factorial arrangement. Variables related to growth and development have been evaluated, analysis of the enzyme nitrate reductase activity and productivity variables and its components ended up in a conclusion that the inoculation itself was not able to generate significant increments in the variables analyzed, however with the application of nitrogen fertilizer in coverage it was possible to detect the positive effect of the doses tested in some variables. Therefore, under the conditions of this study, the most productive hybrids were the BioGene 7046®, Dekalb 310® and Agroeste 1596®. In the second field experiment, at first crop, we aimed to evaluate methods of application of Azospirillum brasilense (no application, application in seeds, foliar application and combination of application in seed and leaf) associated with nitrogen topdressing doses (0, 35 and 70 kg ha-1 of N) in two hybrids who achieved greater magnitude in productivity of grains in the previous experiment (BioGene 7046® and Dekalb 310®). Variables, related to growth and development, have been evaluated, analysis of the enzyme nitrate reductase activity and productivity variables and its components have been too. Inoculation with Azospirillum brasilense, regardless of the method of application had no effect on the variables related to growth and development and did not generate any increase in grain production. There has been effect due the inoculation with A. brasilense only in seeds during the activity of nitrate reductase in a specific way for one of the hybrids associated with one of the doses of nitrogen topdressing. The nitrogen topdressing fertilization is an essential practice, providing an increase in the growth and development of corn. / RESUMO - Bactérias do gênero Azospirillum são fixadoras de nitrogênio (N) atmosférico e consideradas promotoras de crescimento vegetal, em plantas não leguminosas. O uso de inoculantes contendo estas bactérias principalmente na cultura do milho, na tentativa de reduzir a utilização de fertilizantes nitrogenados, melhorar o crescimento e desenvolvimento das plantas e incrementar a produtividade de grãos é uma boa alternativa para uma agricultura sustentável, porém vários fatores podem interferir na obtenção destes benefícios, como o híbrido utilizado, condições edafoclimáticas e o manejo adotado. Assim, objetivou-se avaliar o efeito da inoculação com Azospirillum brasilense associado a adubação nitrogenada em cobertura em híbridos de milho recomendados para o sudoeste goiano por meio de dois experimentos. No primeiro experimento a campo em segunda safra com dez híbridos submetidos à inoculação com Azospirillum brasilense e doses de nitrogênio em cobertura consistindo nos tratamentos: sem inoculação e sem adubação de cobertura, sem adubação de cobertura e inoculação, 35 kg ha-1 de N em cobertura e inoculação, e 70 kg ha-1 de N em cobertura e inoculação formando assim um arranjo fatorial 10 x 4. Avaliou-se as variáveis relacionadas ao crescimento e desenvolvimento, análise da atividade da enzima redutase do nitrato e variáveis do rendimento e seus componentes no qual concluiu-se que a inoculação em si não foi capaz de gerar incrementos significativos nas variáveis analisadas, porém com a aplicação de adubação nitrogenada em cobertura foi possível detectar o efeito positivo das doses testadas em algumas variáveis, sendo assim nas condições em estudo os híbridos mais produtivos foram o BioGene 7046®, Dekalb 310® e Agroeste 1596®. No segundo experimento a campo em primeira safra objetivou-se avaliar métodos de aplicação de Azospirillum brasilense (sem aplicação, aplicação nas sementes, aplicação foliar e a combinação da aplicação nas sementes e foliar) associado com doses de nitrogênio em cobertura (0, 35 e 70 kg ha-1 de N) em dois híbridos que obtiveram maior amplitude na produtividade de grãos no experimento anterior (BioGene 7046® e Dekalb 310®). Avaliou-se as variáveis relacionadas ao crescimento e desenvolvimento, análise da atividade da enzima redutase do nitrato e variáveis do rendimento e seus componentes. A inoculação com Azospirillum brasilense independentemente do método de aplicação não teve efeito nas variáveis relacionadas ao crescimento e desenvolvimento e não gerou incremento na produção de grãos. Apenas houve efeito da inoculação com A. brasilense nas sementes na atividade da redutase do nitrato, de forma específica para um dos híbridos associado com uma das doses de nitrogênio em cobertura. A adubação nitrogenada em cobertura é prática indispensável, proporcionando incremento no crescimento e desenvolvimento das plantas de milho.

A pesquisa visou a avaliar o processamento de imagens digitais pelo Sistema TreeVis (SVA) para identificar o estado nutricional de plantas de milho com níveis induzidos de Ca; Mg e S em plantas de milho (Zea mays L.). Foram utilizados tratamentos constituídos pela omissão completa e individual dos nutrientes Ca, Mg e S e para cada nutriente foram avaliadas doses crescentes (1/3, 2/3 e completa) do elemento e 4 repetições. Esse experimento foi realizado em casa de vegetação sob cultivo hidropônico, conduzido em vasos com solução nutritiva. Foram determinados os parâmetros de crescimento da cultura do milho (altura da planta, número de folhas e diâmetro do colmo) e massa seca das plantas. Foram feitas amostragens de plantas em V4, V6 e V8, visando determinar os teores de macro e micronutrientes das raízes e parte aérea e observados a sintomatologia de deficiência das plantas. Nesses estádios, através de um sistema de visão artificial, também foram obtidas as imagens das folhas. A omissão de Ca, Mg e S na solução nutritiva promoveu sintomas típicos de deficiência de cada nutriente em plantas de milho. O sistema de visão artificial conseguiu identificar os sintomas de deficiência de Ca, Mg e S com 80%, 75,5% e 78% de acertos, respectivamente. / The research aimed to evaluate the processing of digital images by TreeVis System (AVS) to identify the nutritional status of corn plants with induced levels of Ca, Mg and S in corn (Zea mays L.). Treatments used were made by the individual and complete omission of Ca, Mg and S and for each nutrient were evaluated escalating doses (1/3, 2/3 and complete) element and four replications. This experiment was conducted in a greenhouse under hydroponic cultivation in pots with nutrient solution. It was determined the growth of corn (plant height, leaf number and stem diameter) and plant dry. Samples were collected from plants in V4, V6 and V8 engines, to determine the levels of macro and micronutrients from the roots and shoots and observed symptoms of deficiency of plants. In these stages, through an artificial vision system, images were also obtained from the leaves. The omission of Ca, Mg and S in the nutrient solution caused symptoms typical of each nutrient deficiency in maize plants. The artificial vision system could identify the symptoms of deficiency of Ca, Mg and S with 80%, 75.5% and 78% accuracy, respectively.

Os sistemas integrados de produção agropecuária (SIPAs) diversificam e intensificam a produção rural, embora ainda careçam de avanços e detalhamento dos processos e mecanismos envolvidos nas relações solo-planta-atmosfera, essenciais para adaptá-los e modelá-los para as diferentes eco-regiões e condições edafoclimáticas. Esse estudo investigou os efeitos da intensificação de sistemas integrados de produção agropecuária na quantidade, qualidade e origem da matéria orgânica do solo (MOS) e na dinâmica do crescimento e da decomposição radicular de espécies vegetais durante os períodos de lavoura e de pastejo. O experimento foi conduzido na Embrapa Pecuária Sudeste no estado de São Paulo, região sudeste do Brasil. Dois SIPAs foram avaliados: integração-lavoura-pecuária (ILP) e integração lavoura-pecuária-floresta (ILPF). Duas áreas de referência foram utilizadas: pastagem extensiva (não degradada) e floresta estacional semidecidual (somente para avaliações sobre a MOS). Duas épocas de avaliação foram consideradas: período lavoura (verão de 2014/15) e período pastagem (inverno de 2015 e verão de 2015/16). A quantidade (teores e estoques de C e N), a qualidade (índices de manejo de C, frações leve, particulada e mineral) e a origem (?13C e ?15N) da MOS na camada de 0-0,40 m, e o crescimento e a decomposição dos sistemas radiculares das espécies vegetais e o fluxo de água no perfil do solo (0-70 cm) foram avaliados durante os períodos de lavoura e de pastagem. Adicionalmente, na ILPF também foram avaliados estes parâmetros de plantas e solos em três distâncias das linhas de cultivo do eucalipto (1,9; 4,5 e 7,3 m). Converter a pastagem extensiva em ILP resultou em: (i) aumento da disponibilidade de nutrientes (Ca, Mg, K e P) no solo; (ii) incrementos nos estoques de C e N, bem como de frações lábeis da MOS; (iii) manutenção de maiores conteúdos de água no solo; e, (iv) ciclagem do C e N, com maiores produção e decomposição de raízes, inclusive em camadas mais profundas do solo. Implementar a ILPF sob área utilizada para ILP promoveu os seguintes efeitos: (i) redução nos conteúdos de água no solo; (ii) perdas nos teores das frações lábeis da MOS (iii) limitações na produção de raízes no período de lavoura (principalmente em locais próximos as árvores) e incrementos na decomposição radicular, acarretando em maiores taxas de ciclagem das raízes no solo; (iv) aumentos na ciclagem do C e N; e, (v) ocorrências de associações simbióticas nas raízes, tais como os fungos ectomicorrízicos, perceptíveis pela técnica de análises radiculares com uso de minirhizotron. De acordo com os resultados encontrados, sugere-se que o arranjo das árvores na ILPF seja reestruturado a partir do quarto ano de idade, quando estas limitaram o crescimento radicular e o aporte de matéria orgânica lábil, além de reduzir os conteúdos de água no solo. Entretanto, recomenda-se a intensificação da produção sob condições tropicais, pois a quantidade e a qualidade da MOS, e a produtividade e aprofundamento do sistema radicular foram incrementados ao longo do tempo sob SIPAs, principalmente na ILP / Integrated farming systems (IS) diversify and intensify rural production, although there are still gaps in advancing and detailing of the processes and mechanisms involved in the soil-plant-atmosphere relations, which are essential to adapt and model these systems for the different eco-regions and edafoclimatic conditions. This study investigated the effects of the intensification of IS on the quantity, quality and origin of soil organic matter (SOM) and on root growth and decomposition dynamics of plant species during cropping and grazing periods. The experiment was conducted at Embrapa Pecuária Sudeste, state of São Paulo, southeast region of Brazil. Two IS were evaluated: integrated crop-livestock system (ICL) and integrated crop-livestock-forest system (ICLF). Two references areas were used: extensive grazing (not degraded) and a semideciduous seasonal forest (only for SOM evaluations). Two evaluation periods were considered: cropping (summer of 2014/15) and grazing period (winter of 2015 and summer and winter of 2015/16). The quantity (C and N contents and stocks), quality (C management indexes, light, particulate and mineral SOM fractions) and the origin (?13C and ?15N) of SOM in the 0-0.40 m layer, and the growth and decomposition of the root systems of the plant species and water flow in the soil profile (0-0.7 m) were evaluated during cropping and grazing periods. In addition, in ICLF also these parameters of plants and soils were evaluated at three distances of eucalyptus rows (1.9, 4.5 and 7.3 m). The conversion of extensive grazing to ICL system resulted in: (i) increased availability of nutrients (Ca, Mg, K and P) in the soil; (ii) increases in C and N stocks, as well as labile fractions of SOM; (iii) maintenance of greater water content in the soil; and (iv) cycling of C and N, with higher root production and decomposition, even in deeper layers of the soil. Implementing the ICLF under the area used for ICL promoted the following effects: (i) reduction in soil water content; (iii) limitations in the root production in the cropping season (mainly in places near the trees) and increases in the root decomposition, resulting in higher cycling rates of the roots in the soil; (iv) increases in C and N cycling; and, (v) occurrence of symbiotic associations with the roots, such as ectomycorrhizal fungi, which were perceptible by the technique of root analysis using minirhizotrons. According to the results, it is suggested that the arrangement of the trees in the ICLF system need to be restructured after the fourth year of age, when they limited the root growth and the amount of labile organic matter, besides reducing the contents of water in the soil. However, farming intensification is recommended under tropical conditions, as the SOM quantity and quality, and the productivity and deepening of the root system were increased during cultivations in the IS, especially in the ICL system

O milho é uma cultura anual importante para diferentes setores da economia mundial. Sua produção é principalmente utilizada para consumo humano e animal, além de indústrias química e de biocombustíveis. Com o aumento da demanda mundial, há a necessidade de aumento da produtividade com diminuição de custos, tanto econômicos como ambientais. Isso leva a investimentos para maior tecnificação do cultivo, seleção de diferentes cultivares e busca por maior eficiência nutricional. Nesse contexto insere-se este doutorado, o qual propõe metodologia para diagnóstico nutricional precoce em culturas de milho. Para tanto, objetiva-se melhorar um sistema de classificação nutricional por imagem de folhas, analisar a invariância deste diagnóstico a diferentes híbridos de milho e identificar características que permitam uma análise em estágio precoce do ciclo de crescimento. Além disso, os estudos são realizados sobre experimentos de cultivos em ambiente controlado e em ambiente comercial. A análise das imagens é realizada pela extração de características de textura e, consequentemente, resulta no desenvolvimento de metodologias inovadoras nesta área. Especificamente, são propostas duas metodologias na área de descritores fractais e usando transformação local jet. Os resultados da diagnose nutricional demonstram como é promissora a pesquisa, uma vez que obtém-se 98% de acerto na classificação de níveis nutricionais de nitrogênio ou potássio em etapa chave para correção nutricional em um mesmo ciclo da cultura. Outra abordagem proposta, ainda promove a identificação e visualização de sintomas em estágio em que esses sintomas são considerados ocultos, comprovando a eficácia do reconhecimento de padrões de textura. / The maize is an important annual crop for different sectors of the world economy. Its production is mainly used for human and animal consumption as well as chemical and biofuels industry. Because of the increase in world demand, there is the need for increased productivity with lower costs, both economic and ecological. This leads to greater investments in technification of cultivation, selection of different cultivars and research to improve nutritional efficiency. In this context, this PhD research proposes a methodology for early nutritional diagnosis in maize crops. Therefore, it is aimed to improve a nutritional classification system for image of leaves, analysis the invariance of this diagnostic at different maize hybrids and identifying features to provide an analysis at an early stage of the growth cycle. Furthermore, studies are conducted on crops under controlled environment and in a commercial environment. The image analysis is performed by texture feature extracting and, consequently, results in innovative methodologies in this area. Specifically, two methods are proposed in the area of fractal descriptors and using local jet transformation. The results of nutritional diagnosis demonstrate how research is promising, due to the 98% success rate in the classification of nutritional levels of nitrogen or potassium, in a key stage for nutritional correction in the same crop cycle. Another proposed approach promotes the symptoms identification and visualization in a stage where these symptoms are considered hidden, proving the effectiveness of the pattern recognition based on texture features.

Made available in DSpace on 2017-07-10T19:23:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Adriana Sbardeloto Di _Domenico.pdf: 3233687 bytes, checksum: 1957cd3e9f309d6954a03c673b9b5592 (MD5) Previous issue date: 2014-02-28 / Brazil is one of the largest producers of grains, and maize is the second most produced grain in the country. As this cereal is directly related to human and animal food basis, many matters appear on the maintenance of their post-harvest quality, especially during storage, due to the increased attention to food safety. Despite this importance, maize is often stored on farms in inappropriate conditions, exposed to quantitative and qualitative losses, the development of toxigenic fungi and aflatoxin contamination, a substance capable of causing severe damage to human and animal health, as well as many agribusiness losses. The objective of this research was evaluating storage alternatives viable to farms through two storage experiments (2012 winter crop 2012/2013 summer harvests), for assessment of the quality of stored maize in different packings for 12 months. The experimental design was a 4 x 5 factorial, whose factors were four types of packaging storage (conventional sacks, bags hermetically sealed, metallic silo and cobs) and five time periods (0, 3, 6, 9 and 12 months). Two maize hybrids (2B688RR, 30K73Hx) cultivated in the region of the town of Dois Vizinhos were used, in the southwest of Paraná. The storage was conducted in ambient conditions and the following parameters were evaluated: water content, ash, protein, fat, grains without defects, volumetric weight, one-thousand grains weight, counting of Aspergillus sp, Fusarium sp, Penicillium sp, total of molds and yeasts and occurrence of aflatoxins (B1, B2, G1 and G2). The results obtained in each experiment, when attended the presuppositions of the mathematical model, were evaluated by use of analysis of variance and differences between means (p<0.05) by Tukey test at 5% significance level, and when not attended them, by Kruskal-Wallis also at 5% significance level. Furthermore, the Principal Component Analysis (PCA) was done to determine which of the variables evaluated was responsible for the largest variations in the quality of stored maize. It was found in both storages that maize kernels placed in sealed bags presented the lowest water content. Also that regardless of packaging and hybrid maize, there were an increase in ash content of grains and the decrease of the percentage of grains without defects and volumetric weight. It was detected the incidence of Aspergillus sp. Fusarium sp. and Penicillium sp., respectively 20.37, 86.11 and 94.44% of the samples of maize season winter storage, and in 83.3, 91.6 and 90.07% of the samples from the summer season storage. Aspergillus sp. was only detected after 3 months of storage in the first experiment, while in the second since harvesting. The occurrence of Fusarium sp. tended to decrease during storage, and Penicillium sp. was higher in corn conditioning in cobs. There was no influence of types of packaging and storage time on the occurrence of Aspergillus sp. and aflatoxins in maize season winter storage. However, the conditioning in maize cobs of season storage summer had the lowest count of Aspergillus sp. and did not present aflatoxin. Aflatoxins (B1+B2+G1+G2) detected ranged from 2.77 to 14.45 &#956;g kg-1 and from 3.03 to 197.51 &#956;g kg-1 respectively in the maize storage winter and summer. Besides this, none of the samples of the first storage showed contamination higher than 20 &#956;g kg-1, while in the second 41 samples presented higher values. The results are due to the different climatic conditions of the periods of cultivation of hybrid maize (summer and winter seasons) and storage experiments, the disparity in the incidence of Aspergillus sp. and aflatoxin contamination. The conclusion is that by ACP all variables assessed in this study are important for the quality of stored maize. / O Brasil é um dos maiores produtores mundiais de grãos e o milho é o segundo grão mais produzido no país. Como este cereal está diretamente relacionado à base alimentar humana e animal, surgem muitas preocupações a respeito da manutenção de sua qualidade no pós-colheita, em especial ao longo do armazenamento, com aumento das atenções à segurança alimentar. Apesar disso, muitas vezes o milho é armazenado nas propriedades rurais, em condições inadequadas, exposto a perdas quantitativas e qualitativas, ao desenvolvimento de fungos toxigênicos e à contaminação por aflatoxinas, substância capaz de causar graves danos à saúde humana e animal, além de inúmeros prejuízos agropecuários. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar alternativas de armazenagem, viáveis a propriedades rurais, através de dois experimentos de armazenagem (safra de inverno 2012 e safra de verão 2012/2013), nos quais se avaliou a qualidade do milho armazenado em diferentes acondicionamentos, por 12 meses. O delineamento experimental utilizado foi um fatorial 4 x 5, cujos fatores foram quatro tipos de acondicionamentos de armazenagem (sacarias convencionais, bolsas seladas hermeticamente, silo metálico e espigas) e cinco períodos de tempo (0, 3, 6, 9 e 12 meses). Utilizaram-se dois híbridos de milho (2B688RR, 30K73Hx) cultivados na microrregião de Dois Vizinhos, sudoeste do Paraná. A armazenagem foi realizada em condições ambientais e os parâmetros avaliados foram: teor de água, cinzas, proteínas, lipídios, grãos sem defeitos, peso volumétrico, peso de mil grãos, contagem de Aspergillus sp., Fusarium sp., Penicillium sp., total de bolores e leveduras e ocorrência de aflatoxinas (B1, B2, G1 e G2). Os resultados obtidos em cada experimento, quando atendiam às pressuposições do modelo matemático, eram avaliados pelo emprego da análise de variância e as diferenças entre as médias (p < 0,05) pelo teste de Tukey, a 5% de significância, quando não, pelo teste de Kruskal-Wallis, também a 5% de significância. Além disso, realizou-se a análise dos componentes principais (ACP) para verificar quais das variáveis avaliadas, eram responsáveis pelas maiores variações na qualidade do milho armazenado. Verificou-se, em ambos os armazenamentos, que os grãos de milho acondicionados em bolsas herméticas apresentaram o menor teor de água. Independente do acondicionamento e do híbrido de milho houve aumento do conteúdo de cinzas dos grãos, redução da percentagem de grãos sem defeitos e do peso volumétrico. Constatou-se a incidência de Aspergillus sp., Fusarium sp. e Penicillium sp., respectivamente, em 20,37, 86,11 e 94,44% das amostras de milho do armazenamento safra de inverno; em 83,3, 91,6 e 90,07% das amostras do armazenamento safra de verão, respectivamente. O Aspergillus sp. foi detectado somente aos 3 meses de armazenagem no primeiro experimento, enquanto no segundo desde a colheita. A ocorrência de Fusarium sp. tendeu a diminuir durante a armazenagem e a de Penicillium sp. foi maior no milho acondicionado em espigas. Não houve influência dos tipos de acondicionamentos e do tempo de armazenagem na ocorrência de Aspergillus sp. e de aflatoxinas no milho do armazenamento safra de inverno. Já o milho acondicionado em espigas do armazenamento safra de verão apresentou a menor contagem de Aspergillus sp. e não apresentou aflatoxinas. Os níveis de aflatoxinas (B1+B2+G1+G2) detectados variaram de 2,87 a 14,45 &#956;g kg-1 e de 3,03 a 197,51 &#956;g kg-1, respectivamente no milho dos armazenamentos safra de inverno e safra de verão, além disso, nenhuma das amostras do primeiro armazenamento apresentou contaminação acima de 20 &#956;g kg-1. No segundo armazenamento, 41 amostras apresentaram contaminação. Resultados atribuídos, principalmente, às diferentes condições climáticas dos períodos de cultivo dos híbridos de milho (safra de verão e safra de inverno) e dos experimentos de armazenagem, a disparidade na incidência de Aspergillus sp. e na contaminação por aflatoxinas. Conclui-se, pela ACP, que todas as variáveis aferidas neste trabalho têm importância na qualidade do milho armazenado.

A obtenção de genótipos superiores no melhoramento de plantas depende da existência de variabilidade genética. A existência de coleções de germoplasma representativas e a utilização de um tamanho adequado de amostra são fundamentais para a preservação das frequências alélicas e genotípicas, diminuindo a perda de variabilidade genética e postergando o aparecimento dos efeitos da deriva genética. Assim, teve-se como objetivo avaliar os efeitos da deriva genética em caracteres quantitativos em subpopulações de milho. Este estudo foi realizado a partir das populações originais BR-105 e BR-106, das quais 10 subpopulações foram obtidas em cada um dos cinco ciclos sucessivos de amostragem com tamanho efetivo reduzido, totalizando 50 subpopulações para cada população original, as quais foram posteriormente autofecundadas, gerando um nível a mais de endogamia. Os tratamentos foram constituídos de 10 amostras da população original sem autofecundação, 10 amostras com autofecundação, 50 subpopulações obtidas da população original e 50 subpopulações autofecundadas, totalizando 120 tratamentos para cada população, avaliados separadamente. Utilizou-se o delineamento em blocos casualizados no esquema de parcelas subdivididas em faixas hierárquico, em quatro ambientes com duas repetições por ambiente. Os caracteres avaliados foram produção de grãos (PG), prolificidade (PROL), comprimento e diâmetro de espigas (CE e DE), número de fileiras por espiga (NFE), número de grãos por fileira (NGF), altura de planta e espiga (AP e AE), florescimento masculino e feminino (FM e FF) e número de ramificações do pendão (NRP). Foram estimados os efeitos da deriva genética entre as médias das subpopulações nos dois níveis de endogamia e os efeitos da depressão por endogamia nas subpopulações dentro dos ciclos. Posteriormente, realizaram-se análises de regressão linear para as subpopulações nos dois níveis de endogamia, separadamente, e em conjunto. Foi verificada uma grande variação nas médias das subpopulações ao longo dos ciclos, indicando que a deriva genética causou diferenciação entre as mesmas e que estas se diferenciaram das populações originais. Detectaram-se efeitos significativos da deriva genética nas populações não autofecundadas para todos os caracteres avaliados, em maior número para PG, já que este caráter é mais sensível à deriva genética por possuir maior grau de dominância que os demais. Houve diminuição no número de estimativas de deriva significativas para as populações autofecundadas, incluindo mudanças na magnitude e no sinal das mesmas em relação às populações não autofecundadas. Para as estimativas de depressão por endogamia, os caracteres PG, NGF, FM e FF apresentaram maior quantidade de estimativas significativas que os demais. Para a maioria dos caracteres, a regressão linear explicou a maior parte da variação encontrada com o aumento dos coeficientes de endogamia. As populações BR-105 e BR-106, por terem estruturas genéticas distintas, apresentaram performances diferentes quanto aos efeitos da deriva genética. Enfim, como a deriva genética interfere na integridade genética das populações, torna-se importante considerar seus efeitos na coleta e manutenção dos bancos de germoplasma e nas populações utilizadas no melhoramento genético de plantas. / Obtaining superior genotypes in plant breeding depends on the existence of genetic variability. The existence of representative germplasm collections and the use of appropriate sample size are essential for preserving allelic and genotypic frequencies, reducing loss of genetic variability and delaying genetic drift effects. This study aimed to evaluate the effects of genetic drift in quantitative traits in subpopulations of maize. The original populations used were BR-105 and BR-106, of which 10 subpopulations were obtained in each five successive sample cycles with reduced effective size, accounting 50 subpopulations for each original population that were subsequently selfed to generate an additional level of inbreeding. The treatments consisted in 10 samples of the original population, 10 samples of the selfed original population, 50 non selfed subpopulations obtained from the original population and 50 selfed subpopulations, accounting 120 treatments for each population evaluated separately. It was used the randomized block strip-plot design, in four environments with two replications. The traits assessed were grain yield (GY), prolificacy (PROL), ear length and ear diameter (EL and ED), number of rows per ear (NRE), kernel-row number (KRN), plant and ear height (PH and EH), days to anthesis and silking (DA and DS), and number of tassel branches (NTB). It was estimated the effects of genetic drift between subpopulations means at both inbreeding levels, and the effect of the inbreeding depression in subpopulations within cycles. It was also performed linear regression analysis for subpopulations at both levels of inbreeding separately and together. A large variation was observed in the subpopulations means over cycles, indicating that genetic drift caused differentiation between them, and that they differed from the original populations. The effects of genetic drift were significant for all traits in the non selfed subpopulations, especially for GY, which is more sensitive to genetic drift effects by having a greater degree of dominance than the other traits. There was a decrease in the number of significant genetic drift estimates for selfed populations, including changes in magnitude and signs, compared to the non selfed populations. GY, KRN, DA and DS had higher number of significant inbreeding depression estimates than the other traits. Linear regression analysis explained most of the variation found with increasing homozygosity. As BR-105 and BR-106 populations have distinct genetic structures, they showed different performances regarding the effects of genetic drift. Therefore, genetic drift interferes in the genetic integrity of populations and it is important to consider its effect on the collection and maintenance of germplasm banks and populations used in plant breeding.

Caracteres quantitativos possuem herança complexa, que envolvem efeitos epistáticos, pleiotrópicos e interação com ambientes. Em razão da importância desses caracteres para o melhoramento genético, diversos estudos sobre sua natureza genética e herança têm sido conduzidos. Nesse contexto, o mapeamento de QTL é uma ferramenta útil, que permite mapear e estimar os efeitos dos locos que controlam os caracteres quantitativos além de obter outras importantes informações, como a ocorrência de QTL pleiotrópicos e interações QTL x ambientes. Os objetivos do presente trabalho foram mapear QTL e obter informações sobre a interação QTL x ambientes, QTL pleiotrópicos e herança de diversos caracteres de importância agronômica em uma população de milho tropical. Foram utilizadas 250 progênies F2:3 retrocruzadas para ambos os genitores conforme proposto no delineamento III, totalizando 500 progênies, as quais foram avaliadas em até seis ambientes. Para o mapeamento de QTL foi empregado o mapeamento por intervalo composto expandido para múltiplos ambientes ou caracteres (mCIM), considerando um mapa genético com 177 marcadores microssatélite. Os caracteres analisados foram produção de grãos (PG), prolificidade (PROL), peso de 500 grãos (P500), número de fileiras da espiga (NF) e de grãos por fileira (NGF), altura de planta (AP) e espiga (AE), dias para o florescimento feminino (FF) e masculino (FM), número de ramificações do pendão (RP) e stay green (SG). Os resultados das análises do delineamento III indicaram sobredominância para o caráter PG, dominância completa para NGF e dominância parcial para os demais caracteres. Estimativas elevadas de correlações genéticas foram obtidas entre os caracteres PG, PROL, NGF, FF, FM, AP e AE, sugerindo ocorrência de pleiotropia entre tais caracteres. No mapeamento considerando múltiplos ambientes foram mapeados 260 QTL para os onze caracteres analisados, distribuídos por todos os cromossomos do milho. O grau médio de dominância dos QTL foi de sobredominância para PG e AP, e dominância completa ou parcial para os demais caracteres. Devido ao desequilíbrio de ligação nesta população e ao modelo de mapeamento empregado, as estimativas que indicaram sobredominância foram, provavelmente, superestimadas. Para os caracteres PG, NF, NGF, P500, AE e SG, a maioria dos QTL mapeados interagiu significativamente com ambientes, indicando que experimentos conduzidos em vários locais e anos são necessários para identificar genótipos e QTL estáveis. Esses resultados sugerem que devido à elevada interação QTL x ambientes dos caracteres avaliados, os programas de melhoramento e a utilização de seleção assistida por marcadores (SAM) devem ser direcionados para ambientes específicos. No mapeamento de múltiplos caracteres foram identificados 43 QTL com efeitos significativos para dois ou mais caracteres analisados, distribuídos em todos os cromossomos do milho. A quantidade de QTL pleiotrópicos para combinações entre pares de caracteres não foi consistente com as magnitudes das correlações observadas. Em geral, para cada caráter, os QTL pleiotrópicos apresentaram magnitudes e graus de dominância distintos. Portanto, embora diversos QTL pleiotrópicos tenham sido mapeados, suas magnitudes e efeitos distintos para cada caráter indicaram grande complexidade da natureza genética das correlações, constituindo-se em um desafio para uso das informações desses QTL na SAM visando o melhoramento de múltiplos caracteres. / Quantitative traits have complex inheritance, including effects of epistasis, pleiotropy and interaction with environments. Due to the importance of these traits for plant breeding, many studies on their inheritance have been conducted. In this context, QTL mapping is a useful tool that allows mapping and estimating the effects of loci that control the quantitative traits besides obtaining other important information, such as the occurrence of pleiotropic QTL and QTL x environments interactions. The aims of the present study were to map QTL, obtain information about the QTL x environments interaction and the pleiotropic QTL of several relevant traits in a tropical maize population, using the design III. Two hundred and fifty F2:3 progenies backcrossed to both parents were used as proposed in the design III, totaling 500 progenies, which were evaluated in up to six environments. The components of the genetic variances and average degree of dominance were estimated using the design III. The QTL mapping was performed considering a genetic map with 177 microsatellite markers and the multi-trait composite interval mapping (mCIM). The evaluated traits were: grain yield (GY), prolificacy (PROL), 500 kernel weight (W500), kernel row number (KRN), number of kernel per row (NK), plant height (PH), ear height (EH), days to silk emergence (DS), days to anthesis (DA), number of tassel branches (NTB) and stay green (SG). The results from design III indicated occurrence of overdominance for GY, complete dominance for NK and dominance for the others traits. Higher genetic correlations were observed among GY, PROL, NK, DS, DA, PH and EH, suggesting occurrence of pleiotropy. The QTL mapping for multiple environments mapped 260 QTL for the eleven analyzed traits, distributed in all chromosomes. The average degree of QTL dominance was overdominance for GY and PH, and complete or partial dominance for the other traits. Estimates that indicated overdominance are probably biased due to the linkage disequilibrium in this population and the mapping model employed. For GY, KRN, NK, W500, EH and SG, most mapped QTL interacted significantly with environments, indicating that it is necessary to conduct experiments at many locations and years to identify stable QTL. These results suggests that, due to high number of QTL that showed significant interaction with the environment, assisted marker selection (MAS) must be targeted to specific geographic regions. The QTL mapping for multiple traits identified 43 pleiotropic QTL for two or more analyzed traits, distributed in all chromosomes of maize. The amount of pleiotropic QTL for combinations of pairs of traits was not consistent with the magnitudes of the observed correlations. In general, for each trait, the pleiotropic QTL exhibited different magnitude and estimate of the degree of dominance. Although several pleiotropic QTL have been mapped, their distinct magnitudes and effects on each trait indicated the great complexity of the genetic nature of the correlations, constituting a challenge to use QTL information in the MAS for simultaneous improvement of multiple traits.

A epistasia tem sido considerada como um componente importante da herança de caracteres quantitativos, estando presente nos componentes de variância e covariância genética. No entanto, por ser desconsiderada na maioria dos modelos genético-estatísticos, seu impacto nos programas de melhoramento ainda é pouco conhecido. Além disso, como os programas de melhoramento de milho, em especial no Brasil, têm realizado seleção sob condições de estresse hídrico, é importante analisar o efeito desse estresse sobre a epistasia. Assim, este trabalho teve como objetivo a análise genética de caracteres quantitativos em milho, incluindo epistasia e epistasia pleiotrópica, em ambientes contrastantes para estresse hídrico. Foi utilizado o delineamento triple test cross modificado com testadores, em que cem progênies F2:3 foram retrocruzadas com suas linhagens genitoras L-08-05F e L-38-05D e sua geração F1. Posteriormente, as 300 progênies de retrocruzamento foram cruzadas com duas linhagens testadoras, L-02-03D e L-04-05F. Os testecrosses foram avaliados em dez ambientes no município de Piracicaba/SP, sendo cinco ambientes sem estresse hídrico e cinco com estresse hídrico, utilizando o delineamento &alpha;-látice em esquema fatorial com duas repetições por ambiente. Os caracteres analisados foram produção de grãos (PG), acamamento e quebramento de plantas (ACQ), prolificidade (PROL), altura da planta (AP) e da espiga (AE), posição relativa da espiga (PRE), florescimento masculino (FM) e feminino (FF) e intervalo entre florescimentos (IF). A presença de epistasia foi detectada para todos os caracteres. No entanto, os grupos de ambientes, sem e com estresse hídrico, e os diferentes testadores afetaram a detecção de epistasia para todos os caracteres, com exceção de PG, PROL e AP em que a epistasia foi detectada em todas as análises de variâncias conjuntas. A interação epistasia x grupos de ambientes foi significativa apenas para os caracteres PG e PROL dos testecrosses provenientes do testador L-02-03D (TC1) e AP e AE dos testecrosses provenientes do testador L-04-05F (TC2), enquanto que, a interação epistasia x testadores foi significativa para todos os caracteres. Os efeitos epistáticos de testecrosses referentes às plantas F2 significativos foram bidirecionais, com exceção do caráter PROL do TC2 no grupo de ambientes com estresse hídrico, em que os efeitos foram unidirecionais e positivos. Além disso, para cada testador e grupo de ambientes foram detectados efeitos epistáticos significativos para um grupo específico de testecrosses, ocorrendo variações na magnitude e/ou sinais dos testecrosses coincidentes. A presença de epistasia pleiotrópica foi detectada entre diversos pares de caracteres e, além disso, foi observada a formação de agrupamentos de caracteres relacionados, indicando que a epistasia pleiotrópica é modular, porém sofre influência do ambiente, presença ou ausência de estresse hídrico, e dos testadores. Portanto, na população analisada, a epistasia é um componente importante tanto da variância genética de caracteres quantitativos como da covariância genética entre caracteres, indicando que não considerá-la nas análises pode resultar em interpretações que não refletem a real complexidade do controle genético destes caracteres. / Epistasis has been considered an important part of quantitative traits inheritance and it is present in the components of genetic variance and covariance. However, its impact on breeding programs is still little-known because it is disregarded in most statistical genetic models. In addition, maize breeding programs, especially in Brazil, have been practicing selection under water stress conditions, so it is important to analyze the effects of these environments on epistasis. In this context, the objective of this study was to perform a genetic analysis of quantitative traits in maize, including epistasis and pleiotropic epistasis, in contrasting environments for water stress. The modified triple test cross design with testers was used, in which 100 F2:3 progenies were backcrossed to their parental inbred lines, L-08-05F and L-38-05D, and their F1 generation. Thereafter, the 300 backcrossed progenies were testcrossed to the inbred lines testers L-02-03D and L-04-05F. The testcrosses were evaluated in Piracicaba, SP, Brazil, in ten environments, which five environments presented water stress and the other five not, in an &alpha;-lattice design on a factorial scheme with two replications by environment. The analyzed traits were grain yield (GY), root and stalk lodging (PL), ear per plant (EPP), plant height (PH), ear height (EH), ear placement (EP), days to anthesis (DA), days to silking (DS) and anthesis-silking interval (ASI). Epistasis was detected for all traits. However, the environmental groups and the different testers affected epistasis detection for all traits, except for GY, EPP and PH, in which epistasis was detected in all joint analysis of variance. The interaction epistasis x environments groups was significant only for GY and EPP of testcrosses from the tester L-02-03D (TC1) and PH and EH of testcrosses from the tester L-04-05F (TC2), whereas the interaction epistasis x testers was significant for all traits. The significant epistatic effects of testcrosses referring to F2 plants were bidirectional, except for EPP of TC2 in the water stress environmental group, where the effects were unidirectional and positives. Besides that, for each tester and environmental group, significant epistatic effects for a specific group of testcrosses were detected, occurring variation in magnitude and/or sign of coincident testcrosses. Pleiotropic epistasis was detected between many pairs of traits and it was observed formation of related traits clusters, suggesting that pleiotropic epistasis is modular, but the modules suffered influence of environments and testers. Therefore, in the population analyzed, epistasis is an important component of genetic variance of quantitative traits and also of genetic covariance between traits, showing that disregarding epistasis in analyses may result in interpretations that do not reflect the real complexity of the genetic control of these traits.

Made available in DSpace on 2014-08-20T13:44:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_elcio_luiz_perretto.pdf: 2190569 bytes, checksum: 1ff73055ff1d96459ff77fa47df6897f (MD5) Previous issue date: 2012-12-14 / The aim of this study was to identify the ideal sweet corn seed harvest moment by different determinations like moisture gradient in each harvest, moisture content, seeds dry matter, Hot Unity and physiological quality. Four genotypes of sweet corn, carrier of gene shrunken 2 (sh2) and nominated super sweet was used in this study. Ears from plants in the same development stage were collected. Seed harvest for the first genotype began 39 days after the flowering at intervals of two days until to complete eight harvest periods. Morphological determinations evaluated were moisture gradient between the seeds in each harvest, moisture content, seeds dry matter and Hot Unity. Seeds physiological quality was evaluated by germination test, first count of germination, soil emergence and cold test, without soil. Based on the results, the conclusions are: 1) the ideal moment to harvest sweet corn was with seed moisture content between 40 and 60% depending on genotype; 2) the ideal period to harvest the seed of sweet corn varies among genotypes; 3) the Hot Unity between 2007 to 2160°C relates to the best times to harvest the genotypes of sweet corn; 4) the moisture gradient of the seeds in a ear of sweet corn can reach more than 40 percentage points; 5) the seed moisture loss on the ear reaches around 1.5 percentage points per day after 40 days of flowering. / O objetivo deste trabalho foi identificar o momento ideal de colheita de sementes de milho doce, por diferentes determinações, como o gradiente de umidade das sementes em cada colheita, o teor de água, o acúmulo de matéria seca, a soma térmica em graus-dia e a qualidade fisiológica das sementes. Quatro genótipos de milho doce portadores do gene shrunken 2 (sh2), denominado superdoce, foram utilizados neste trabalho. Foram coletadas espigas em mesmo estádio de desenvolvimento. A colheita das sementes para o primeiro genótipo começou aos 39 dias após a floração, em intervalos regulares de dois em dois dias, até completar 8 épocas de colheita. As determinações morfológicas avaliadas foram o gradiente de umidade entre as sementes de cada colheita, o teor de água, a matéria seca das sementes e a determinação da soma térmica. A qualidade das sementes foi avaliada pelo teste de germinação, teste de primeira contagem de germinação, emergência em solo e o teste de frio sem solo. Com base nos resultados, conclui-se que: 1) o melhor momento para colheita de sementes de milho doce situa-se com umidade das sementes entre 40 e 60% e é dependente do genótipo; 2) a época ideal de colheita de sementes de milho doce varia entre genótipos; 3) a soma térmica entre 2007 a 2160°C relaciona-se com as melhores épocas de colheita dos genótipos de milho doce; 4) o gradiente de umidade das sementes em uma espiga de milho doce pode alcançar mais de 40 pontos percentuais; 5) a perda de umidade das sementes na espiga, após 40 dias da floração, varia de 1,5 pontos percentuais por dia.

Made available in DSpace on 2014-08-20T13:44:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_mario_flavio_magalhaes.pdf: 390698 bytes, checksum: b63a52591a132180ce56f1e7d631a56b (MD5) Previous issue date: 2012-12-18 / The products to be applied in seed treatment must provide sufficient protection to both seed and seedlings in the field, keeping the fungi, insects and nematodes properly controlled. The aim of this study was to evaluate the possible immediate and latent effect of the product Avicta Complete (fungicide, insecticide and nematicide), Cruiser 350 FS + Maxim Advanced and Maxim Advanced on the physiological quality of hybrid maize seed. We used seven hybrids from Monsanto: DKB 330, DKB 350, DKB 390, AG 7000, AG 8021, AG 8015 and AG 9010. Seeds were subjected to the following treatments 1) Control, 2) Avicta Complete®, 3) Cruiser 350 FS® + Maxim advanced®, 4) Maxim Advanced®, and then stored at room temperature for up to 360 days. The assessments were made at 45, 90, 180 and 360 days, and the attributes evaluated were: germination, accelerated aging, speed of emergence and cold test. The data was analyzed according to statistical analysis on the effect of isolated products and the interaction treatment/storage in which the following conclusions were obtained: 1) The treatment on the seeds varies according to the hybrid; 2) In general the phytotoxic effect of the seed treatment is detected after 90 days in ambient storage of the seeds; 3) The fungicide Maxim Advanced did not result in any phytotoxic effect in the hybrids during storage in a not climacteric environment and 4) Corn seed storage for 360 days at cold conditions and treated with Avicta completo and Cruiser plus Maxim Advanced, remain with high physiological quality. / Os produtos a serem aplicados no tratamento de sementes devem oferecer proteção suficiente tanto às sementes como às plântulas no campo, mantendo os fungos, insetos e nematóides devidamente controlados. O objetivo do presente trabalho foi verificar o possível efeito imediato e latente do produto Avicta Completo (ação fungicida, inseticida e nematicida), Cruiser 350 FS + Maxim Advanced e Maxim Advanced sobre a qualidade fisiológica de sementes de milho híbrido. Foram utilizados sete híbridos da empresa Monsanto: DKB 330, DKB 350, DKB 390, AG 7000, AG 8021, AG 8015 e AG 9010. As sementes foram submetidas aos seguintes tratamentos: 1) testemunha, 2) Avicta Completo ®, 3) Cruiser 350 FS® + Maxim Advanced®, 4) Maxim Advanced®, sendo então armazenadas em temperatura ambiente por até 360 dias. As avaliações foram feitas aos 45, 90, 180 e 360 dias, com as seguintes características avaliadas: germinação, envelhecimento acelerado, índice de velocidade de emergência e teste de frio. Os dados foram discutidos conforme análise estatística sobre o efeito isolado dos produtos e a interação tratamento/armazenamento no qual se obtiveram as seguintes conclusões: 1) o efeito do tratamento de sementes varia entre híbridos de milho em condições ambientais; 2) em geral, os efeitos fitotóxicos dos tratamentos em sementes manifestam-se a partir dos 90 dias de armazenamento, em condições ambientais; 3) O fungicida Maxim Advanced testado não apresentou efeito fitotoxico aos híbridos durante o armazenamento em ambiente não climatizado e 4) sementes de milho híbrido armazenadas por 360 dias em condições climatizadas e tratadas com Avicta completo e Cruiser mais Maxim Advanced, permanecem com alta qualidade fisiológica.