Foram avaliadas progênies de meios irmãos obtidas de uma população segregante para tipos de endosperma com a finalidade de se obter informações relativas a várias características agronômicas e suas relações com o tipo de endosperma. Para atender aos objetivos propostos foi utilizada a população Piranão HV-1, proveniente do cruzamento entre Piranão VF-1 (endosperma duro) e Piranão VD-2 (endosperma dentado). A população foi submetida a cinco gerações de seleção massal, selecionando-se somente as melhores espigas com grãos semi-dentados, pois o interesse é a obtenção de uma variedade semi-dentada de alta produtividade e de boas características agronômicas. Na geração F6 foram escolhidas as melhores plantas e espigas, estas classificadas visualmente quanto ao tipo de endosperma em cinco classes: dentado (146 espigas); dentado algo duro (244 espigas); semi-dentado (222 espigas); duro algo mole (38 espigas); duro (6 espigas). Essas espigas deram origem às 656 progênies de meios irmãos, as quais foram avaliadas em 9 experimentos em delineamento látice triplo simples e conduzidos em Piracicaba, Estado de São Paulo e em Palotina, Estado do Paraná. Os caracteres avaliados foram: peso de espigas despalhadas, prolificidade, altura de planta (AP), altura de inserção da espiga (AE), índice AE/AP, tiveram anotações nas três repetições e foram efetuadas análises da variância para a estimativa dos parâmetros genéticos. Os caracteres número de ramificações do pendão, dias para florescimento masculino, rendimento de grãos, número de fileiras de grãos e peso de 100 grãos, tiveram anotações em apenas uma repetição. Para os caracteres em que foram efetuadas as análises da variância, os resultados indicaram, em ambas as localidades, que os coeficientes de variação experimental foram relativamente elevados. Para o peso de espigas despalhadas, prolificidade, altura de planta, altura de inserção da espiga e índice AE/AP, variaram de 20,5% a 36,0%, de 15,4% a 32,0%, de 7,5% a 10,0%, de 10,4% a 14,9% e de 9,1% a 12,3%, respectivamente. Contudo, também têm sido observados coeficientes de variação elevados em populações que ainda não sofreram forte pressão de seleção, semelhantemente a esta, e que, portanto, apresentam bastante variabilidade dentro de famílias. As médias das progênies dos cinco tipos de endosperma indicaram que há uma tendência dos materiais dentados apresentarem maiores produtividades, rendimento de grãos e número de fileiras de grãos. Para a prolificidade, altura de planta e peso de 100 grãos, a tendência é também no sentido dos materiais dentados apresentarem maiores valores, porém não tão acentuada. Para o restante dos caracteres, altura de inserção da espiga, índice AE/AP, número de ramificações do pendão e número de dias para florescimento masculino, não há evidência de associação com tipo de endosperma. A variabilidade genética relativa à produtividade e demais caracteres é suficientemente ampla para permitir progressos por seleção em todos os tipos de endosperma, embora maiores progressos devam ser esperados nos tipos mais dentados. Os resultados indicaram ser perfeitamente viável a obtenção de uma variedade de milho semi-dentada de alta produtividade e de boas características agronômicas. / Half-sib families from a segregating population for endosperm types were evaluated in order to obtain informations related to several agronomic characters and its relation to endosperm type. The population Piranão HV-l, originated from a cross between Piranão VF-l (flint) and Piranão VD-2 (dent) was utilizad. The population was mass selected for five generations, saving only the best semi-dent ears, since the goal was the obtention of a semi-dent variety of high yield and good agronomic characteristics. In generation F6 the best plants and ears were visualy classified for five endosperm types: dent (146 ears); hard semi-dent (244 ears); semi – dent (222 ears); flint a little dent (38 ears); flint (6 ears). These ears originated 656 half-sib progenies that were tested in nine trials, using triple lattice designs with three replications, grown in Piracicaba, São Paulo State, and Palotina, Paraná State. The traits weight of ears, prolificacy, plant height, ear height, and ear height/plant height index, were evaluated in three replications with corresponding analysis of variance for estimation of genetic parameters. Tassel branches number, days to tassel flowering, grain yield index (percent of grain to total ear weight), number of grain rows and weight of 100 grains, were evaluated in only one replication. Experimental coefficients of variation were high in both localities. For the weight of ears, prolificacy, plant height, ear height, and ear height/plant height index, ranged from 20.5% to 36.0%, from 15.4% to 32.0%, from 7.5% to 10 o 0%, from 10.4% to 14.9%, and from 9.1% to 12.3%, respectively. High experimental coefficient of variation in broad base populations with little or no selection have shown also high variability within families, similarly to this population. The means of progenies of the five endosperm types indicated that there is a tendency of dent types to show higher values for productivity, grain yield index, and number of grain rows, than what was found in the others endosperm types. For prolificacy, plant height, and weight of 100 grains, the dents showed also a tendency for higher values than the other endosperm types. For the other traits, ear height, ear height/plant height index, tassel branches number, and days to tassel flowering, no consistent evidence of association with r endosperm types was observed. The genetic variability for yield and other traits is sufficiently high to allow progress due to selection in all endosperm types. The results showed that it is possible to obtain a semi-dent maize variety of high productivity and favorable agronomic traits.

Il mais è uno dei cereali maggiormente diffusi perché utilizzato in ambito alimentare umano e animale, per la produzione di materiale biodegradabile e di bioetanolo. I processi fisiologici che coordinano la crescita della cariosside vengono regolati principalmente dall’auxina che agisce a livello trascrizionale e post-traduzionale. Attraverso analisi comparative tra il mutante de18 (defective endosperm 18), deficitario nella produzione di acido indolo-3-acetico (IAA), e del suo corrispettivo wild-type, è stato possibile individuare i geni coinvolti nella determinazione delle dimensioni della cariosside. In particolare, sono state effettuate analisi morfologiche e di quantificazione dell’amido su cariossidi de18 e wild type negli stadi precoci di sviluppo. E’ stato inoltre allestito un esperimento di RNA sequencing sull’endosperma dei due genotipi a 8 e 12 DAP (Days After Pollination). L’analisi dei geni differenzialmente espressi attraverso la classificazione GO (Gene Ontology) ha permesso di studiare l’effetto della carenza di auxina sull’espressione genica. Nel mutante si riscontra l’attivazione tardiva della sintesi dell’amido e l’incremento delle proteine di riserva. Inoltre, la carenza di auxina determina una riduzione dell’attività mitotica ed endoreduplicativa, confermata dalla repressione dell’attività di geni legati al ciclo cellulare. / Maize is one of the world’s leading cereal grains due to its diverse functionality as a food source for both humans and animals, as well as a source of raw materials and biofuel. The physiological processes responsible for the growth of the kernel are regulated mainly by auxin acting at the transcriptional and post-translational level. Through comparative analysis between mutant de18 (defective endosperm 18), defective in indol-3-acetic acid (IAA) production, and its wild-type B37, it has been possible to identify the genes involved in the determination of the final seed size. Morphological analysis and quantification of starch were done on seed mutant and wild-type in the early stages of their development. Finally, an RNA sequencing analysis was carried out on mutant and wild-type endosperm at 8 and 12 DAP (Days After Pollination) and differentially expressed genes were classified by Gene Ontology. Down-regulation of genes related to sugar metabolism suggested a delayed activation of starch biosynthesis. This finding was confirmed by the determination of starch content that was lower in the mutant endosperms respect to the normal in the early stages of gran filling (12 and 16 DAP). The reduced auxin level affected the mitotic and endoreduplication activities as suggested by the repression of genes involved in the cell cycle.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:57Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-08-14Bitstream added on 2014-06-13T21:01:44Z : No. of bitstreams: 1 oliveira_jhg_dr_rcla.pdf: 3689978 bytes, checksum: fcde6f3e15be8a8f9f15a961dbc2f01c (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / O presente trabalho descreve aspectos morfológicos e anatômicos, além do desenvolvimento ontogenético dos frutos, sementes e plântulas de Acalypha gracilis, Euphorbia cotinifolia e Jatropha gossypiifolia, Euphorbiaceae, subfamílias Acalyphoideae, Euphorbioideae e Crotonoideae, respectivamente. Os frutos são deiscentes, com deiscência explosiva para liberação das sementes que são elípticas ou globosas, anátropas, albuminosas, exotégmicas (camada mecânica formada por células alongadas, de paredes espessadas, lignificadas) e, as de J. gossypiifolia são endopaquicalazais. O pericarpo foi descrito em quatro estágios: I- ovário, II- fruto com intensa atividade meristemática, III- frutos jovens até seu tamanho definitivo e IV- amadurecimento e lignificação do estrato esclerenquimático. Ovário trilocular típico de Euphorbiaceae foi encontrado nas três espécies, com um óvulo em cada lóculo. No estágio I, ocorreram intensas divisões por toda estrutura do ovário. No estágio II, evidenciaram-se vários feixes vasculares laterais e, na porção mais interna do mesocarpo mediano, as células são alongadas radialmente, e no endocarpo divisões periclinais, exceto em A. gracilis. No estágio III, as células aumentaram de volume, e iniciou-se a diferenciação do estrato esclerenquimático, na porção interna do fruto. No estágio IV ocorreu a lignificação do estrato, início de espaços intercelulares e desidratação do pericarpo para o processo de deiscência. As sementes são elípticas ou globosas, anátropas, albuminosas, exotégmicas (camada mecânica formada por células alongadas, de paredes espessadas, lignificadas) e, as de J. gossypiifolia são endopaquicalazais. Os embriões encontrados são espatulados com eixo hipocótilo-radícula curto e cônico, cotilédones largos e foliáceos, plúmula indiferenciada e endosperma... 9Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / The present work describes morphological and anatomical aspects, and the ontogeny of fruits, seeds and seedlings of Acalypha gracilis, Euphorbia cotinifolia and Jatropha gossypiifolia, members of Euphorbiaceae, subfamilies Acalyphoideae, Euphorbioideae and Crotonoideae, respectively. They fruits present explosive dehiscence to release its seeds, which are elliptical or globose, anatropous, albuminous and in the case of J. gossypiifolia, endopachichalazal. In the pericarp observations, it can be described, from the perspective of four stages: I – ovary, II – fruit with intense meristematic activity, III – young fruits until their definitive size and IV – maturity and lignification of the sclerenchymatous stratum. Typical Euphorbiaceae ovary is found in three species with one ovule in each locule of the trilocular ovary. In stage one, there are intense divisions throughout the ovary structure; in stage II, there are several lateral bundles and the inner portion of the median mesocarp is displayed a layer of radially elongated cells and periclinal divisions in the core, with the exception of A. gracilis. In the stage III, the cells increase the volume and the differentiation of sclerenchymatous stratum starts. In stage IV, lignification occurs in the stratum, as well as the beginning of the intercellular spaces, and dehydration of the pericarp so that the dehiscence process occurs. All seeds are exotégmics due to lignification and differentiation of the exotegmen, being formed by anticlinally elongated cells, very thick walls and curves. Seminal wrap is thick and stiff. There is presence of endopachichalaza in J. gossypiifolia seed, characterized by the beam penetration in the rafeal chalaza and branching out internally in the inner integument. The found embryos are as the ones described for the family, with short and conical... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Adelita A. Sartori Paoli / Banca: Luiz Antonio de Souza / Banca: Vera Lucia Scatena / Banca: Daniela Guimarães Simão / Banca: Orlando Cavalari de Paula / Resumo: O presente trabalho descreve aspectos morfológicos e anatômicos, além do desenvolvimento ontogenético dos frutos, sementes e plântulas de Acalypha gracilis, Euphorbia cotinifolia e Jatropha gossypiifolia, Euphorbiaceae, subfamílias Acalyphoideae, Euphorbioideae e Crotonoideae, respectivamente. Os frutos são deiscentes, com deiscência explosiva para liberação das sementes que são elípticas ou globosas, anátropas, albuminosas, exotégmicas (camada mecânica formada por células alongadas, de paredes espessadas, lignificadas) e, as de J. gossypiifolia são endopaquicalazais. O pericarpo foi descrito em quatro estágios: I- ovário, II- fruto com intensa atividade meristemática, III- frutos jovens até seu tamanho definitivo e IV- amadurecimento e lignificação do estrato esclerenquimático. Ovário trilocular típico de Euphorbiaceae foi encontrado nas três espécies, com um óvulo em cada lóculo. No estágio I, ocorreram intensas divisões por toda estrutura do ovário. No estágio II, evidenciaram-se vários feixes vasculares laterais e, na porção mais interna do mesocarpo mediano, as células são alongadas radialmente, e no endocarpo divisões periclinais, exceto em A. gracilis. No estágio III, as células aumentaram de volume, e iniciou-se a diferenciação do estrato esclerenquimático, na porção interna do fruto. No estágio IV ocorreu a lignificação do estrato, início de espaços intercelulares e desidratação do pericarpo para o processo de deiscência. As sementes são elípticas ou globosas, anátropas, albuminosas, exotégmicas (camada mecânica formada por células alongadas, de paredes espessadas, lignificadas) e, as de J. gossypiifolia são endopaquicalazais. Os embriões encontrados são espatulados com eixo hipocótilo-radícula curto e cônico, cotilédones largos e foliáceos, plúmula indiferenciada e endosperma... 9Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The present work describes morphological and anatomical aspects, and the ontogeny of fruits, seeds and seedlings of Acalypha gracilis, Euphorbia cotinifolia and Jatropha gossypiifolia, members of Euphorbiaceae, subfamilies Acalyphoideae, Euphorbioideae and Crotonoideae, respectively. They fruits present explosive dehiscence to release its seeds, which are elliptical or globose, anatropous, albuminous and in the case of J. gossypiifolia, endopachichalazal. In the pericarp observations, it can be described, from the perspective of four stages: I - ovary, II - fruit with intense meristematic activity, III - young fruits until their definitive size and IV - maturity and lignification of the sclerenchymatous stratum. Typical Euphorbiaceae ovary is found in three species with one ovule in each locule of the trilocular ovary. In stage one, there are intense divisions throughout the ovary structure; in stage II, there are several lateral bundles and the inner portion of the median mesocarp is displayed a layer of radially elongated cells and periclinal divisions in the core, with the exception of A. gracilis. In the stage III, the cells increase the volume and the differentiation of sclerenchymatous stratum starts. In stage IV, lignification occurs in the stratum, as well as the beginning of the intercellular spaces, and dehydration of the pericarp so that the dehiscence process occurs. All seeds are exotégmics due to lignification and differentiation of the exotegmen, being formed by anticlinally elongated cells, very thick walls and curves. Seminal wrap is thick and stiff. There is presence of endopachichalaza in J. gossypiifolia seed, characterized by the beam penetration in the rafeal chalaza and branching out internally in the inner integument. The found embryos are as the ones described for the family, with short and conical... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Paulo Arruda / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-06T21:19:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferreira_NataliaCristinaVerza_D.pdf: 9495810 bytes, checksum: 18cf9ae055a2b9f39de109abc6de469c (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O seqüenciamento de ESTs (etiquetas de seqüências expressas) e a sua organização em bancos de dados constituem poderosas ferramentas para identificar genes de interesse expressos em determinados tecidos e/ou tipos celulares. Neste trabalho criou-se um banco de seqüências expressas chamado MAIZESTdb, que contém ESTs de diversos tecidos de milho, porém enriquecido com seqüências provenientes do endosperma de milho em desenvolvimento. O MAIZESTdb contém 227.431 ESTs vindos de mais de 30 órgãos e tecidos de milho diferentes, 30.531 seqüenciados em nosso laboratório a partir de bibliotecas construídas com RNA mensageiro de endosperma. Estas seqüências representam uma grande contribuição na identificação de novos genes expressos no endosperma. A análise deste banco de ESTs possibilitou a identificação de 4.032 transcritos preferencialmente expressos no endosperma, e a sua anotação revelou uma ampla variedade de prováveis genes novos envolvidos no desenvolvimento e no metabolismo do endosperma. O banco MAIZESTdb foi utilizado neste trabalho para a identificação de fatores de transcrição (TFs) expressos no endosperma de milho, e, especialmente, na identificação de fatores preferencialmente expressos no endosperma, que podem desempenhar papéis regulatórios importantes durante a formação da semente. Foram identificados 1.233 TFs expressos em milho, 414 dos quais expressos no endosperma em desenvolvimento. Foram identificados ainda, através de análises in silico, 113 TFs preferencialmente expressos no endosperma, conjunto este que representa 9.2% dos TFs expressos identificados em milho, e que possivelmente contém reguladores importantes dos processos de especificação celular e desenvolvimento do endosperma de milho. Esta é a maior coleção de fatores de transcrição já descrita para este tecido, e representa uma fonte de dados importante para identificação de reguladores dos principais processos relacionados ao desenvolvimento do endosperma, como metabolismo de nitrogênio e carboidratos e controle da massa da semente. Uma das famílias mais representadas entre os TFs preferencialmente expressos no endosperma foi a família NAC de fatores de transcrição. Esta família apresentou 12 membros preferencialmente expressos no endosperma de milho. Um novo membro da família NAC, chamado de EPN-1 (Endosperm Specific NAM 1), teve seu perfil de expressão caracterizado. Sua expressão pode ser detectada desde os 5 DAPs, embora o pico de expressão ocorra entre 20 e 25 DAP, e ele apresenta expressão preferencial no endosperma. O promotor do gene EPN-1 foi clonado, seqüenciado e analisado quanto aos seus possíveis elementos CIS regulatórios; foram encontrados elementos conservados relacionados à endosperma-especificidade, elementos relacionados à regulação por ácido abscísico e giberelinas, e elementos conservados presentes nos promotores de a-amilases, indicando uma possível relação deste gene com o processo de transição entre a maturação e a germinação da semente. Ensaios de expressão transitória com o promotor do gene EPN-1 revelaram que sua expressão está dirigida à camada de aleurona do endosperma de milho, o que constitui mais uma evidência de sua possível função na regulação de genes relacionados aos processos de maturação e germinação da semente / Abstract: The sequencing of ESTs (expressed sequence tags) and its organization in databases constitute powerful tools to identify genes of interest in certain tissues and/or cell types. In this work we have created MAIZESTdb, a database of ESTs expressed in diverse maize tissues. The importance of this database, however, is that it is enriched with sequences from developing maize endosperm. The MAIZESTdb contains 227,431 ESTs coming from more than 30 different maize tissues and organs, 30,531 of which sequenced from endosperm cDNA libraries constructed in our laboratory. These sequences represent a great contribution for the identification of novel genes expressed in endosperm. The analysis of this ESTs database led to the identification of 4,032 transcripts preferentially expressed in the endosperm, and its annotation revealed a great variety of new genes involved in endosperm metabolism and development. The MAIZESTdb was then used to identify transcription factors (TFs) expressed in maize endosperm, and, mainly, in the identification of TFs preferentially expressed in the endosperm. We identified 1,233 TFs expressed in diverse maize tissues, 414 of which expressed in developing endosperm. We also identified, through in silico comparison of transcript abundance and library source, 113 TFs with preferential expression in endosperm, representing 9,2% of the TFs identified in this work. This dataset probably contains important regulators of cellular specification of the endosperm development. This is the biggest TFs collection reported for this tissue, and represents an important source of data for identification of regulators for main processes related to the endosperm development such as nitrogen and carbohydrate metabolism and control of seed mass. One of the most represented families among the TFs preferentially expressed in endosperm was the NAC family of transcription factors. This family presented 12 members with preferential expression in the endosperm. A new member of the NAC family, called EPN-1 (Endosperm Specific NAM 1), was characterized. Its expression / Doutorado / Genetica Vegetal e Melhoramento / Doutor em Genetica e Biologia Molecular

A principal fonte de proteínas para alimentação humana e animal é fornecida pelas sementes de cereais e leguminosas. O conteúdo de aminoácidos solúveis em endospermas de milho normal e mutantes opaco-2 e floury foram determinadas por HPLC. A análise indicou que a concentração total de aminoácidos solúveis variou entre os mutantes e seus tipos selvagens. Nos mutantes o10, o11 e o13, as concentrações foram aumentadas significativamente quando comparadas ao tipo selvagem W22, enquanto os mutantes o1, o2, o13, fl1 e fl2 exibiram baixas concentrações em relação ao seu respectivo tipo selvagem Oh43. Resultados similares foram obtidos para os mutantes o5, o7 e fl3 em relação aos seus tipos selvagens (B79, B37 e WT3, respectivamente). Para metionina, o mutante o2 e o tipo selvagem Oh43 apresentaram as mais altas concentrações deste aminoácido. Diferenças significativas não foram observadas para os outros aminoácidos analisados, tais como lisina e treonina. Os resultados sugerem que as altas concentrações sugeridas originalmente para estes mutantes devem ser devidas aos níveis destes aminoácidos incorporados nas proteínas de reserva, mas não na forma solúvel. / For human nutrition the main source of vegetable proteins are cereal and legume seeds. The content of total soluble amino acids in mature endosperms of wildtype and maize opaque and floury mutants have been determined by HPLC. The total absolute concentration of soluble amino acids among the mutants and their wild-type counterparts varied depending on the mutant. In the o10, o11 and o13 mutants the concentrations were significantly increased when compared to their wild-type counterpart W22, whereas the mutants o1, o2, o13, fl1 and fl2 exhibited lower concentrations when compared to the wild-type Oh43, Similar results were observed for o5, o7 and fl3 in relation to their specific wild-type counterparts (B79, B37 and WT3, respectively). For soluble methionine content, o2 and Oh43 exhibited the highest concentrations. Significant differences were not observed for other amino acids such as lysine and threonine. The results suggest that the high-lysine concentrations indicated originally for these mutants must be due to the amino acids incorporated into storage proteins, but not in the soluble form.

A principal fonte de proteínas para alimentação humana e animal é fornecida pelas sementes de cereais e leguminosas. O conteúdo de aminoácidos solúveis em endospermas de milho normal e mutantes opaco-2 e floury foram determinadas por HPLC. A análise indicou que a concentração total de aminoácidos solúveis variou entre os mutantes e seus tipos selvagens. Nos mutantes o10, o11 e o13, as concentrações foram aumentadas significativamente quando comparadas ao tipo selvagem W22, enquanto os mutantes o1, o2, o13, fl1 e fl2 exibiram baixas concentrações em relação ao seu respectivo tipo selvagem Oh43. Resultados similares foram obtidos para os mutantes o5, o7 e fl3 em relação aos seus tipos selvagens (B79, B37 e WT3, respectivamente). Para metionina, o mutante o2 e o tipo selvagem Oh43 apresentaram as mais altas concentrações deste aminoácido. Diferenças significativas não foram observadas para os outros aminoácidos analisados, tais como lisina e treonina. Os resultados sugerem que as altas concentrações sugeridas originalmente para estes mutantes devem ser devidas aos níveis destes aminoácidos incorporados nas proteínas de reserva, mas não na forma solúvel. / For human nutrition the main source of vegetable proteins are cereal and legume seeds. The content of total soluble amino acids in mature endosperms of wildtype and maize opaque and floury mutants have been determined by HPLC. The total absolute concentration of soluble amino acids among the mutants and their wild-type counterparts varied depending on the mutant. In the o10, o11 and o13 mutants the concentrations were significantly increased when compared to their wild-type counterpart W22, whereas the mutants o1, o2, o13, fl1 and fl2 exhibited lower concentrations when compared to the wild-type Oh43, Similar results were observed for o5, o7 and fl3 in relation to their specific wild-type counterparts (B79, B37 and WT3, respectively). For soluble methionine content, o2 and Oh43 exhibited the highest concentrations. Significant differences were not observed for other amino acids such as lysine and threonine. The results suggest that the high-lysine concentrations indicated originally for these mutants must be due to the amino acids incorporated into storage proteins, but not in the soluble form.

Whole-plant corn silage (WPCS) is a major source of forage for lactating dairy cattle in Brazil. Improved kernel processing may be especially advantageous when feeding corn hybrids with vitreous endosperm, which are more difficult to be broken. Two experiments were conducted to evaluate the effects of theoretical length of cut (TLOC) and ensiling time on whole-plant corn silage (WPCS) particle size and kernel processing with two types of forage harvesters. The same vitreous corn hybrid DKB 177 VT PRO 2 was used in both experiments. In the first experiment, the whole-plant corn was harvested by a pull-type forage harvester (PTFH) at TLOC of 3, 6 and 9-mm. In the second experiment, the harvesting was performed by a self-propelled forage harvester (SPFH) at the following TLOC settings: 6, 12 and 18-mm with a roll gap of 3-mm. The WPCS were stored for 0, 35 and 140 d. Vitreousness, measured by dissection in unfermented kernels, averaged 65.6%. Data from both trials were analyzed as a split-plot design using the procedure MIXED of SAS (SAS Institute Inc., Cary, NC). The model included the fixed effects of TLOC, ensiling time and the interaction TLOC × ensiling time. In PTFH, the TLOC of 3 and 6-mm did not differ WPCS particle size distribution and mean particle length (MPL). However, the TLOC of 9-mm increased particles above the top 2 sieves and, as a consequence, the MPL. The rise of TLOC in SPFH led to a higher MPL and percentage of long particles (< 19-mm). The ensiling time increased MPL and long particles only for WPCS harvested by SPFH. The strategy of reducing TLOC in SPFH increased the percentage of kernels smaller than 4.75-mm. Furthermore, The TLOC of 6-mm led to the best kernel processing for SPFH. The ensiling time reduced the particle size of kernel fraction for both forage harvesters. The corn silage processing score only improved with 140 d of ensiling for SPFH samples. In the third experiment the objective was to evaluate the impact of two types of forage harvesters and two TLOC settings on the physical characteristics of WPCS. A vitreous corn silage hybrid (BM 709, Sementes Biomatrix) was cultivated and harvested when whole-corn plant DM achieved 34.8%. The whole-plant was harvested with a conventional pull-type forage harvester (PTFH) without kernel processor (KP) at 6 and 10 of theoretical lengths of cut (TLOC) or by a new PTFH with KP at same TLOC settings. Whole-plant corn silage (WPCS) samples were stored for 35 d. Vitreousness, measured by dissection in unfermented kernels, averaged 62.4%. Data were analyzed as completely randomized design in a factorial arrangement: 2 harvesters × 2 TLOC using the procedure MIXED of SAS (SAS Institute Inc., Cary, NC). The model included the fixed effects of harvester, TLOC and the interaction harvester × TLOC. The major differences occurred only in TLOC of 10-mm. KP reduced the material above the 19-mm sieve from 4.7 to 1.8% which, in turn, increased the percentage of particles below 8-mm sieve while MPL was decreased. This TLOC displayed the highest value of material retained in the 8-mm and the lowest values in the 4-mm sieve for unprocessed WPCS. Kernel processing and short TLOC led to a rise in particles retained in a 4-mm sieve. KP increased the percentage of kernels smaller than 4.75-mm from 56.4 to 80.0% and the starch content below 8-mm sieve. The short TLOC and kernel processing, together, led to a reduction of kernel geometrical mean particle size (GMPS) followed by an increase of surface area. The new PTFH with KP promoted more extensive and effective kernel breakage. The impact of this harvester in WPCS particle size distribution was pronounced in the TLOC of 10-mm which led to a drop in MPL. The reduction of TLOC for both forage harvesters may be a good strategy to fracture corn kernels for WPCS at 34.8% of DM. In the fourth experiment, the objectives of this study were: 1) to evaluate the effect of kernel processing on a Brazilian vitreous endosperm corn hybrid and 2) the increment of particle size in WPCS on intake, lactation performance, total-tract nutrient digestibility, feeding behavior and milk fatty acids profile. The following treatments were performed during the harvest: 1) pull-type forage harvester (without kernel processor, JF AT 1600) set for a 6-mm theoretical length of cut (TLOC) - PT6; 2) self-propelled forage harvester (New Holland, FR 9050) set for a 6-mm TLOC - SP6; 3) self-propelled forage harvester set for a 12-mm TLOC - SP12; and 4) self-propelled forage harvester set for a 18- mm TLOC - SP18. The WPCS of treatments were storaged for 9 months. The CSPS of the WPCS were: 32.1% (PT6), 53.9% (SP6), 49.0% (SP12) and 40.1% (SP18). Holstein cows (n = 24; 139 ± 63 DIM) were blocked and assigned to six 4 × 4 Latin squares, with 24-d period (18 d of adaptation). Diets were formulated to contain (% DM) 48.5% WPCS, 9.5% soybean meal, 6.9% soybean meal non- enzymatic browned, 15.1% dry ground corn, 15.5% citrus pulp, 1.7% minerals and vitamins mix, 1.8% calcium soap of palm fatty acids, and 1% urea. Nutrient composition of the diets (% DM) was: 16.5% CP, 28.9% NDF and 25.4% starch. Three orthogonal contrasts were used to compare treatments: C1 = PT6 vs. SP6 (effect of kernel processing), C2 = SP6 vs. SP12 (effect of particle size) and C3 = SP12 vs. SP18 (effect of particle size). Cows fed SP6 WPCS had greater 1.2 kg/d milk yield with no changes in DMI, resulting in greater feed efficiency when compared with PT6. The total-tract starch digestibility (TTSD) and plasma glucose was also improved when cows were fed SP6. Moreover, the higher milk protein (+ 36 g/d), lactose (+ 61 g/d) and solids (+ 94 g/d) secretions were a result of the improvement in milk yield for SP6. In addition, the mechanism apparently involved a better nutrient digestibility and glucose availability for the synthesis of lactose by the mammary gland. There was no evidence for differences in DMI (kg/d) among self-propelled treatments. The SP12 cows achieved the same milk yield of SP6; however they tended to reduce plasma D-lactate and serum amiloyd A (SAA) while maximizing chewing time and selecting for fine particles. In SP6, cows selected against fine particles and tended to show higher levels of SAA than PT6. The SP18 reduced TTSD and tended to reduce milk production, and plasma glucose. The SP6 raised milk linear-odd chain fatty acids content in comparison with PT6. Nonetheless, a reduction of these same fatty acids occurred in SP12 in relation to SP6. SP6 cows had higher content of some monounsaturated fatty acids (C14:1 and C16:1), however the opposite occurred for SP12. Kernel processing at TLOC settings of 6 and 12-mm enhanced nutrient digestibility, plasma glucose and milk yield, whereas the 18-mm TLOC impaired lactation performance and TTSD. The TLOC of 12-mm improved chewing time and reduced blood sub- acute acidotic markers. The findings of this set of studies suggest that ensiling time and low TLOC in SPFH (6-mm) may be strategies to increase kernel damage and thus starch digestibility in WPCS. Despite 6-mm TLOC has improved kernel processing, the TLOC of 12-mm appeared to be the best setting to harvest whole-corn plant to feed dairy cows. / Silagem de milho (SM) é a principal fonte de forragem para vacas leiteiras em sistemas intensificados de produção no Brasil. O processamento adequado dos grãos é crucial principalmente quando SM são oriundas de híbridos com endosperma vítreo, os quais são mais difíceis de serem quebrados. Nesse sentindo dois experimentos foram conduzidos para avaliar os efeitos do tamanho teórico de corte (TTC) e do tempo de estocagem sobre o tamanho de partículas e o processamento dos grãos em SM colhida com diferentes tipos de colhedoras. O mesmo híbrido de milho vítreo DKB 177 VT PRO 2 foi usado em ambos os experimentos. A média do teor de matéria seca da planta no momento da colheita foi de 34,2%. No primeiro experimento, a lavoura de milho foi colhida por uma colhedora de forragem tracionada por trator (CFTT; JF AT 1600, sem processador de grãos) nos TTC de 3, 6 e 9-mm. No segundo experimento, a colheita foi realizada por uma colhedora de forragem auto propelida (CFAP; New Holland, FR 9050) nos seguintes TTC: 6, 12 e 18-mm com distância entre os rolos de 3-mm. As SM foram armazenadas em mini-silos (4 repetições por tratamento) por 0, 35 e 140 dias. A vitreosidade foi medida por dissecação em grãos não fermentados e foi de 65,6%. Os dados de ambos os ensaios foram analisados como arranjo em parcelas subdivididas usando o procedimento MIXED do SAS (SAS Institute Inc., Cary, NC). O modelo incluiu os efeitos fixos do TTC, tempo de estocagem e a interação entre os mesmos. Na CFTT, os TTC de 3 e 6-mm não impactaram na distribuição das partículas e no tamanho médio de partículas (TMP). No entanto, o TTC de 9-mm aumentou a porcentagem de partículas acima das 2 peneiras superiores do separador de partículas da Penn State e consequentemente, o TMP. O aumento do TTC na CFAP levou a aumento da porcentagem de partículas longas (< 19-mm) e do TMP. O tempo de estocagem também aumentou porcentagem de partículas longas e TMP apenas para SM colhida por CFAP. A estratégia de redução de TTC na CFAP melhorou a porcentagem de grãos menores que 4,75-mm. Além disso, o TTC de 6-mm proporcionou o melhor processamento de grãos nesta mesma colhedora. O tempo de estocagem reduziu o tamanho de partículas da fração grãos para ambas as colhedoras. O corn silage processing score (CSPS) aumentou apenas após 140 dias de estocagem somente para as amostras colhidas por CFAP. No terceiro experimento, o objetivo foi avaliar o efeito de uma CFTT equipada com processador de grãos (PG) regulado em diferentes tamanhos de corte sobre características físicas de SM. Um híbrido de endosperma vítreo (BM 709, Sementes Biomatrix) foi cultivado e colhido quando a MS da planta de milho atingiu 34,8%. A plantação foi colhida com uma CFTP sem PG regulada para TTC de 6 e 10-mm ou por uma CFTP com PG ajustada para os mesmos TTC. As amostras de SM foram armazenadas por 35 dias. A vitreosidade foi de 62,4%. Os dados foram analisados em delineamento inteiramente casualizado em arranjo fatorial: 2 tipos de colhedoras × 2 TTC utilizando o procedimento MIXED da SAS (SAS Institute Inc., Cary, NC). O modelo incluiu os efeitos fixos de colhedora, do TTC e da interação dos mesmos. As seguintes diferenças ocorreram apenas no TTC de 10-mm. O PG reduziu o material retido acima da peneira de crivo de 19 mm de 4,7 para 1,8%, o que por sua vez aumentou a percentagem de partículas abaixo da peneira de crivo de 8-mm e diminuiu o TMP. Este TTC exibiu o valor mais alto de material retido na peneira de 8-mm e os valores mais baixos na peneira de 4 mm para SM não processada. Tanto o processamento de grãos e como a redução do TTC levaram a um aumento de partículas retidas na peneira de 4 mm. O PG aumentou a porcentagem de grãos menores que 4,75 mm de 56,4 para 80,0% e o teor de amido abaixo da peneira de 8-mm. O TTC de 6-mm e o PG levaram a uma redução do tamanho geométrico dos grãos, com subsequente aumento da área superficial. A nova CFTT com PG promoveu um processamento mais intenso nos grãos. No quarto experimento, os objetivos do estudo foram: 1) avaliar o efeito do processamento de grãos em um híbrido brasileiro de endosperma vítreo e 2) aumento no tamanho de partículas da SM no consumo, desempenho, digestibilidade dos nutrientes, comportamento alimentar e perfil de ácidos graxos no leite de vacas leiteiras. Os seguintes tratamentos foram realizados durante a colheita: 1) CFTT (sem PG, JF AT 1600) ajustada para um TTC de 6-mm - PT6; 2) CFAP (New Holland, FR 9050) ajustada para um TTC de 6-mm - SP6; 3) CFAP ajustada para um TTC de 12-mm - SP12; e 4) CFAP ajustada para um TTC de 18-mm -SP18. As SM foram estocadas por 9 meses. Os CSPS das SM dos tratamentos foram: 32,1% (PT6), 53,9% (SP6), 49,0% (SP12) e 40,1 (SP18). Vinte e quatro vacas da raça Holandesa (139 ± 63 DEL) foram blocadas e distribuídas em seis quadrados latinos 4 × 4, com período de 24 dias (18 dias de adaptação). As dietas foram formuladas para conter (% MS) 48,5% SM, 9,5% farelo de soja, 6,9% farelo de soja protegido, 15,1% milho moído seco, 15,5% polpa cítrica, 1,7% de minerais e vitaminas, 1,8% de sabão de cálcio de ácidos graxos de palma e 1% de ureia. A composição nutricional das dietas (% MS) foi: 16,5% PB, 28,9% FDN e 25,4% amido. Três contrastes ortogonais foram usados para comparar os tratamentos: C1 = PT6 vs. SP6 (efeito do processamento de grãos), C2 = SP6 vs. SP12 (efeito do tamanho de partículas) e C3 = SP12 vs. SP18 (efeito do tamanho de partículas). Vacas alimentadas com SP6 apresentaram maior produção de leite de 1,2 kg / d, sem alterações no consumo de matéria seca, resultando em maior eficiência alimentar quando comparadas com PT6. A digestibilidade do amido no trato total e a glicose plasmática também foram maiores para as vacas alimentas com SP6. Além disso, as maiores secreções de proteína (+ 36 g/d), lactose (+ 61 g/d) e sólidos do leite (+ 94 g/d) foram resultado da melhora na produção de leite para as vacas do SP6. O mecanismo envolve uma melhor digestibilidade dos nutrientes e disponibilidade de glicose para a síntese de lactose pela glândula mamária. Não houve evidência de diferenças no consumo de matéria seca (kg/d) entre os tratamentos colhidos por SPFH. As vacas do SP12 alcançaram a mesma produção de leite em relação ao SP6; no entanto, elas tenderam a reduzir a concentração plasmática de D-lactato e o amiloide sérico A (SAA), maximizando o tempo de mastigação e selecionando a favor de partículas finas. No SP6, vacas selecionaram contra partículas finas e tenderam a aumentar SAA em relação a PT6. O SP18 reduziu a digestibilidade do amido no trato total e tendeu a reduzir a produção de leite e a glicose plasmática. O SP6 elevou o teor de ácidos graxos da cadeia linear ímpar do leite em comparação ao PT6. No entanto, uma redução desses mesmos ácidos graxos ocorreu no SP12 em relação ao SP6. As vacas SP6 apresentaram maior teor de alguns ácidos graxos monoinsaturados (C14:1 e C16:1), porém o oposto ocorreu para SP12. O processamento de grãos nos TTC de 6 e 12-mm aumentou a digestibilidade de amido, glicose plasmática e produção de leite, enquanto o TTC de 18-mm prejudicou o desempenho e a digestibilidade de amido. O TTC de 12-mm melhorou o tempo de mastigação e reduziu os marcadores de acidose subclínica no sangue. Estes resultados sugerem que o tempo de estocagem de pelo menos 140 dias e TTC curto (6-mm) para SPFH podem ser estratégias para maximizar o processamento de grãos e, assim, a digestibilidade do amido em SM. Porém, para promover desempenho e saúde de vacas leiteiras, o TTC de 12-mm é o indicado para colheita de híbridos de milho endosperma vítreo para SM.

A semente de milho representa uma importante fonte de proteínas para alimentação humana e de animais monogástricos. Porém, como membros da família dos cereais não apresentam proteínas com um balanço nutricional adequado, devido principalmente ao baixo conteúdo de lisina. As proteínas de reserva da semente de milho são classificadas como fração não-zeína (albumina, globulina e glutelina) e zeína. Mutantes de endosperma de milho, como o2 apresentam quantidades maiores de lisina na semente. Porém, muitos mutantes considerados "alta lisina" não foram ainda caracterizados bioquimicamente. Uma série de mutantes, opaco (o1, o2, o5, o7, o10, o11 e o13) e floury (fl1 e fl2), foram estudadas para determinar as quantidades de proteínas de reserva, o perfil electroforético das proteínas e o conteúdo de LYS na semente, endosperma e embrião. Foi observado que os mutantes apresentaram redução no conteúdo de zeína e aumentos da fração não-zeína com variações dependendo do mutante, do background genético e do tecido analisado. A análise da semente determinou aumentos principalmente da fração albumina e globulina nos mutantes, exceto para o5 com aumentos apenas da fração glutelina. No endosperma foi observado aumento principalmente de albumina em o2, o7 e o5; e globulina em fl2, o10, o11 e o13. No embrião foram registrados os níveis maiores de albumina e globulina da semente, porém a quantidade de proteínas de reserva foi similar entre os genótipos. As quantidades de lisina presentes nas frações protéicas foram sempre maiores nos mutantes, porém para o10, o11 e o13 diferenças significativas, foram observadas principalmente para LYS na fração glutelina. O perfil SDS-PAGE revelou a presença de numerosas bandas protéicas variando entre 100kDa e 10kDa, sendo que a fração não-zeína revelou maior heterogeneidade no número de bandas. Bandas protéicas de maior intensidade foram observadas nos mutantes. Análise 2D-PAGE de proteínas de reserva do endosperma de mutantes o1, o2, fl1 e fl2, revelou padrões similares de distribuição de proteínas, aumentos de intensidade de spots protéicos e a presença de spots restrita ao perfil dos mutantes. Os resultados sugerem que os mutantes opacos e floury avaliados apresentam quantidades maiores de LYS na semente quando comparados aos genótipos selvagens que lhes deram origem. A futura análise dos spots que apresentaram alterações altamente significativas permitirá uma maior compreensão dos efeitos específicos dessas mutações sobre a regulação da biossíntese das proteínas de reserva e do acúmulo de lisina no grão. / The maize seed is an important source of proteins for humans and monogastric animals. However, such as all cereals, maize storage proteins is nutritionally poor mainly due to the low content of lysine. Maize seed storage proteins can be classified as non-zeins (albumins, globulins and glutelins) and zein. Some storage proteins mutants such as the o2 mutants exhibit higher contents of lysine. However, many of these high-lysine mutants have not yet been biochemically characterized. The opaque mutants o1, o2, o5, o7, o10, o11, o13 and floury mutants fl1 and fl2 were analyzed for storage proteins contents, eletrophoretic profile and lysine content in the seeds, endosperm, and embryo. It was observed that the mutants exhibited reduction in the zein fraction and increase in the non-zein fraction which varied according to the mutant, genetic background and tissue analyzed. The whole seed analysis revealed increases mainly in albumins and globulins, with the exception of the o5 mutants which exhibited a higher increase in the glutelin fraction. In the endosperm it was observed increase in the albumin fraction in o2, o7 and o5 and in the globulin fraction in fl2, o10 and o13. Higher concentrations of albumin and globulin were observed in the embryo, but with similar concentrations of total proteins among the mutants. The lysine content was higher always higher in the storage proteins of the mutants, however, in o10, o11 and o13 significant differences for lysine content were observed mainly in the glutelin fraction. SDSPAGE analysis revealed the presence of several band varying from 10kDa to 100kDa, with a higher heterogeneity among the non-zein fraction. Bands with higher intensity have been observed in the mutants. 2D-PAGE analysis revealed that the o1, o2, fl1 and fl2 mutants exhibited similar band patterns with increases in similar spots and mutant specific bands. The results suggest that the opaque and floury mutants exhibited higher lysine content when compared to their respective wild-type counterparts. Future analysis of the protein spots that exhibited significant variations will allow a better understanding of the specific effects of each mutation on the regulation of storage protein synthesis and lysine accumulation in the seeds.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:42:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 525415 bytes, checksum: 988d62e0043ef473ad492ea9ce941239 (MD5) Previous issue date: 2006-09-29 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / In the genetic mapping in outbred populations not always it is possible to determine the linkage phase of the alleles. Thus, heterozygous individuals are discarded from these analyses due to the lack of information, once it is not possible, through their genotype, to distinguish the origin of their parental alleles. In this way, the main objective of this work was to propose the endosperm genotyping as a strategy to identify the allelic origin of those heterozygotes individuals. Initially, fragments from the endosperm representing 10, 25 and 50% of the corn seeds weight were extracted and the seeds were submitted to the germination test. The results suggest that the elimination of up to 50% of the endosperm did not affected the seed germination. The methodology of semiquantitative PCR was optimized to differentiate doses of the alleles in the mixtures of DNA derived from leaves of two maize inbred lines (L3 and L1113- 01). It was represented different allelic proportions observed in the endosperm of their reciprocal crosses, based on the maximum amount of endosperm that could be used for DNA extraction. SSR markers were generated by semiquantitative PCR technique and the amplified fragments were evaluated in both agarose gels treated with ethidium bromide and poliacrylamide gels using fluorescently labeled primers. Gel resolution using agarose did not allow the differentiation of the mixtures of parental DNAs. However, through the regression analysis and comparison of the band intensity corresponding to the same allele in the different mixtures, the initial concentration of each one of the alleles could be inferred. The requirement of an allelic pattern limited the use of this technique to QTL analysis in populations where at least one of the genitors is known. Although the resolution of poliacrylamide gels using fluorescent markers was more efficient in the endosperm genotyping, once it was allowed to differentiate the maternal origin of reciprocal hybrids seed´s. So, the strategy of endosperm genotyping using fluorescent SSR primer amplified by semiquantitative PCR allowed the determination of allelic origin in the heterozygous offspring derived from outbred populations, including these individuals in the QTL detection, and consequently, increasing the precision of this analysis. / No mapeamento genético e detecção de QTLs em populações exogâmicas nem sempre é possível a determinação da fase de ligação dos alelos. Assim, indivíduos heterozigotos são descartados dessas análises por serem não informativos, uma vez que não é possível, por meio do seu genótipo, distinguir a origem de seus alelos em relação aos dois genitores. Dessa forma, o objetivo principal deste trabalho foi propor a genotipagem do endosperma para identificar a origem alélica dos indivíduos heterozigotos. Inicialmente, fragmentos do endosperma representando 10, 25 e 50% do peso das sementes de milho foram retirados, sendo as sementes submetidas ao teste de germinação. Observou-se que a remoção de até 50% do endosperma não afetou a taxa de germinação das sementes. A metodologia de PCR semiquantitativo foi otimizada para diferenciar doses dos alelos nas misturas de DNA foliar de duas linhagens de milho (L3 e L1113-01), representando as diferentes proporções alélicas observadas no tecido endospermático dos seus cruzamentos recíprocos, tendo como base a quantidade máxima de endosperma que podia ser utilizada na extração do DNA. Marcadores SSR foram gerados pela técnica de PCR semiquantitativo, e os fragmentos amplificados foram avaliados tanto em gel de agarose tratado com brometo de etídio quanto em gel de poliacrilamida, usando-se primers fluorescentes. A resolução do gel de agarose não possibilitou a diferenciação das misturas dos DNAs parentais. No entanto, por meio da análise de regressão e da comparação da intensidade da banda correspondente a um mesmo alelo nas diferentes misturas, pôde-se inferir a concentração inicial de cada um dos alelos. A necessidade de um padrão de alelos limitou o uso dessa técnica nas análises de QTLs em populações nas quais pelo menos um dos genitores é conhecido. Já a resolução do gel de poliacrilamida utilizando marcadores fluorescentes foi mais eficiente na genotipagem de endospermas, uma vez que possibilitou a diferenciação da origem materna das sementes dos híbridos recíprocos. Assim, a estratégia de genotipagem do endosperma utilizando primers SSR fluorescentes amplificados pela técnica de PCR semiquantitativo possibilitou a determinação da origem dos alelos dos descendentes heterozigotos derivados de populações exogâmicas, permitindo a inclusão destes na detecção de QTLs e, conseqüentemente, aumentando a precisão das análises.