O elemento climático, precipitação pluviométrica, apresenta grande variabilidade espacial no Nordeste brasileiro, uma vez que, a ausência ou frequência das chuvas são responsáveis pelo desempenho da agricultura de sequeiros. Com isso, destaca-se o papel do clima como condicionante do processo produtivo, nos quais se procura desvendar as condições climáticas na tentativa de entender sua dinâmica, e com o interesse de aperfeiçoar as possibilidades de cultivo nos mais variados espaços. Com este trabalho objetivou-se estudar a relação entre a precipitação pluviométrica nos municípios de Teodoro Sampaio, Feira de Santana e Rafael Jambeiro, no período de 1990 a 2010, e seus reflexos na produtividade do milho. A relevância deste trabalho está na importância dos estudos agroclimatológicos, a partir da contribuição dos estudos realizados no campo da climatologia agrícola, sob o prisma da climatologia geográfica. Os conceitos norteadores para o desenvolvimento desta pesquisa são precipitação pluviométrica e produtividade agrícola. Para tanto, foram consultados diversos trabalhos, a fim de embasar o processo de construção do referencial teórico-conceitual, podendo ser destacados Ayoade (1983); Christofoletti (1989); Nimer (1989), Santos (2000), SantAnna Neto (2003), Tavares (2004) e Domingues (2010). Os estudos foram realizados a partir dos dados de precipitação pluviométrica disponibilizados pela Agência Nacional de Águas (ANA) e os dados de produtividade agrícola do milho disponibilizado pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) para a mesma série temporal. Foi possível perceber dentro da série histórica que alguns anos apresentaram uma relação direta entre os desvios de chuvas com a produtividade do milho, ficando bastante claro que alguns desvios negativos de chuvas foram coincidentes com os desvios negativos de produtividade, porém a correlação entre os desvios de precipitação e produtividade do milho realizada para os três municípios foi pouca significativa. / The climatic element rainfall has great spatial variability in Northeast Brazil, since the absence or frequency of rainfall are responsible for the performance of sequeiros agriculture. Thus, there is the role of climate as a condition of the production process, in which it seeks to discover the climatic conditions in an attempt to understand its dynamics, and the interest of improving the cultivation possibilities in various spaces. This work aimed to study the relationship between rainfall in the Teodoro Sampaio, Feira de Santana and Rafael Jambeiro counties, from 1990 to 2010, and its effects on maize yields. The relevance of this work is the importance for agroclimatology studies, from the contribution of studies in the field of agricultural climatology, in the light of the geographical climatology. The guiding concepts for the development of this research are rainfall and agricultural productivity. Therefore, several works were consulted in order to base the process of building the theoretical and conceptual framework can be highlighted Ayoade (1983); Christofoletti (1989); Nimer (1989), Santos (2000), Sant\'Anna Neto (2003), Tavares (2004) and Domingues (2010). The studies were conducted from rainfall data provided by the Agência Nacional de Águas (ANA) and agricultural productivity data corn provided by the Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) for the same time series. It could be observed in the time series a few years showed a direct relationship between rainfall deviations maize yield, getting quite clear that some negative deviations of rainfall coincided with the negative deviations of productivity, but the correlation between the deviations rainfall and maize yields held for the three counties was little significant.

<p>Maize is a major calorie source for people living in Sub-Sahara Africa. In this region, <i>Aspergillus flavus</i> causes ear rot diseases in maize, contributing to food insecurity due to aflatoxin contamination. The biological control principle of competitive exclusion has been applied in both the United States and Africa to effectively reduce aflatoxin levels in maize at harvest by introducing atoxigenic strains that out-compete toxigenic strains. The goal of this study was to determine if the efficacy of preharvest biocontrol treatments carry over into the drying period, which is often delayed in Sub-Sahara Africa by the complexities of postharvest drying practices and lack of modern drying machinery. Maize was collected from fields in Texas and North Carolina that were treated with commercial biocontrol, and control fields that were untreated. To simulate moisture conditions similar to those experienced by farmers during drying in Sub-Sahara Africa, we adjusted the grain to 20% moisture content and incubated it at 28 ℃ for 6 days. Although the initial number of infected kernels in most samples were high, less than 24% of kernels were infected with <i>Aspergillus flavus</i> and aflatoxin levels were low (<4ppb). Both toxigenic and atoxigenic strains increased and spread through the grain over the incubation period, and aflatoxin levels increased, even in samples from biocontrol-treated fields. Our molecular analysis suggests that applied biocontrol strains from treated fields migrate to untreated fields. The results also indicate that the population of toxigenic <i>A. flavus</i> in the harvested grain will grow and produce aflatoxin during the drying period when moisture is high. Therefore, any potential postharvest reduction in aflatoxin accumulation will depend on how effective the biocontrol strain was at displacing the toxigenic populations prior to harvest.</p>

Student Number : 0306319G - MSc Research Report - School of Geography, Archaeology and Environmental Studies - Faculty of Science / Combustion of fuel wood, charcoal and non-woody biofuels is a daily practice for about half of the world’s population. Combustion of biofuel is a major source of trace gases, with domestic biomass burning contributing about 17% carbon dioxide (CO2), 13% carbon monoxide (CO) and 6% nitrous oxide (N2O) to the global budget. In Africa, where there is a growing population, domestic biofuel emissions are a particularly important source of trace gases. The most important source of biomass fuels in Africa is wood fuel (wood and charcoal), crop residues and animal dung. In this project, the amount of domestic biofuel used in rural households across southern Africa was measured daily over a nine month period. This data was used to estimate the trace gas production from domestic fires throughout Southern Africa. Results indicate that RSA contributed the most trace gases to the regional budget (9.12 Tg C yr-1 of CO2, 0.89 Tg C yr-1 of CO, 10.77 Gg N yr-1 of NO and 30.25 Gg C yr-1 of CH4) and Botswana the least (0.25 Tg yr-1 of CO2, 0.02 Tg yr-1 of CO, 0.29 Gg yr-1 of NO and 0.83 Gg yr-1 of CH4). Fuel wood is the dominant fuel type used in all southern African countries, whereas charcoal was used in RSA, Mozambique and Zambia and maize residues in Malawi only. CO2 was the gas emitted in the largest quantities, with fuel wood and charcoal in RSA contributing the most (8.71 Tg yr-1 and 0.41 Tg yr-1 respectively), while CO2 from maize residue was highest in Malawi (0.82 Tg yr-1). More trace gases were emitted in the dry season than wet season particularly in Malawi and Mozambique. For the entire region the annual CO2, CO, NO and CH4 emissions produced 23.0 Tg C, 2.2 Tg C, 29.4 Gg N and 81.4 Gg C, respectively.

thesis submitted to the Faculty of Science in fulfilment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy. March 17, 2015. / A two-level facility location problem (FLP) arose in the transport network of maize crop in Tanzania has been studied. The three layers, namely, production centers (PCs), distribution centers (DCs) and customer points (CPs) are considered in the two-level FLP. The stochastic e ect on the two-level FLP due to rainfall in the network links, between the DCs and CPs, has been studied. The ow of maize crop from PCs to CPs through DCs is designed at a minimum cost under deterministic and stochastic scenarios. The three decisions made simultaneously are: to determine the locations of DCs (including number of DCs), allocation of CPs to the selected DCs, allocation of selected DCs to PCs, and to determine the amount of maize crop transported from PCs to DCs and then from DCs to CPs. We have modelled the problem and generate results by optimizing the model with respect to optimal location-allocation strategies. We have considered two networks, the existing network and an extended network. In the existing network there are four PCs, ve DCs and ninety three CPs. In the extended network three additional DCs are considered. For the modelling purpose we have used the rainfall data from 2007 - 2010 in each week for 17 weeks. The optimized results for the existing network have shown improvements in cost saving compared to the manually operated existing network. In the extended network, the results have shown much more e cient and cost saving distribution system compared to the results of the existing network.

Abstract____________________________________________________________________ 2 ABSTRACT: Zea mays is generally considered to be a plant with inducible lysigenous aerenchyma formation. The degradation of some cortical cells is triggered by environmental conditions, usually in the form of stress (submergence etc.). These cells die in a process that shows signs characteristic for programmed cell death, such as nuclear DNA fragmentation or apoptotic ultrastructural alterations. Aerenchyma formed in primary roots of thirteen examined maize accessions, irrespective of cultivation conditions. The aerenchyma fraction correlated with the root length, not with its age. The dependence of aerenchyma formation on the presence of this phytohormone was proved by using an inhibitor of ethylene synthesis (AOA). It was found out that the aerenchyma formation depended on light conditions and that the lysigenous intercellulars intercellular spaces colocalized with areas with cells with characteristically fragmented nuclear DNA (TUNEL-positive nuclei). In experiments using the TUNEL reaction it was necessary to determine new dilution of the enzymatic mixture for the examined plant material. Only the observation of surface planes of free-hand root sections was considered relevant in both TUNEL-TMR and TUNEL-AP assays. TUNEL-AP...

Estudos de divergência genética e relações filogenéticas entre espécies vegetais de importância agronômica têm merecido atenção cada vez maior com o recente advento dos marcadores moleculares. Nesses trabalhos, os pesquisadores têm interesse em agrupar os indivíduos semelhantes de forma que as maiores diferenças ocorram entre os grupos formados. Métodos estatísticos de análise, tais como análise de agrupamentos, análise de fatores e análise de componentes principais auxiliam nesse tipo de estudo. Contudo, antes de se empregar algum desses métodos, deve ser obtida uma matriz de similaridade entre os genótipos, sendo que diversos coeficientes são propostos na literatura para esse fim. O presente trabalho teve como objetivo avaliar se diferentes coeficientes de similaridade influenciam os resultados das análises de agrupamentos, feitas a partir de dados provenientes de análises com marcadores moleculares dominantes. Foram utilizados dados de 18 linhagens de milho provenientes de duas diferentes populações, BR-105 e BR-106, as quais foram analisadas por marcadores dos tipos AFLP e RAPD. Foram considerados para comparação os coeficientes de Jaccard, Sorensen-Dice, Anderberg, Ochiai, Simple Matching, Rogers e Tanimoto, Ochiai II e Russel e Rao, para os quais foram obtidas as matrizes de similaridade. Essas matrizes foram comparadas utilizando as correlações de Pearson e Spearman, análise de agrupamentos com construção de dendrogramas, correlações, distorção e estresse entre as matrizes de similaridade e as matrizes cofenéticas, índices de consenso entre os dendrogramas, grupos obtidos com o método de otimização de Tocher e com a projeção no plano bidimensional das matrizes de similaridade. Os resultados mostraram que para praticamente todas metodologias usadas, para ambos marcadores, os coeficientes de Jaccard, Sorensen-Dice, Anderberg e Ochiai mostraram resultados semelhantes entre si, o que foi atribuído ao fato deles apresentarem como propriedade comum a desconsideração da ausência conjunta de bandas. Isso também foi observado para os coeficientes de Simple Matching, Rogers e Tanimoto e Ochiai II, que também não apresentaram entre si grandes alterações nos resultados, possivelmente devido ao fato de todos considerarem a ausência conjunta. O coeficiente de Russel e Rao apresentou resultados muito diferentes dos demais coeficientes, em função dele excluir a ausência conjunta do numerador e incluí-la no denominador, não sendo recomendado seu uso. Devido ao fato da ausência conjunta não significar necessariamente que as regiões do DNA são idênticas, sugere-se a escolha dentre os coeficientes que desconsideram a ausência conjunta. / With the recent advent of the molecular markers, studies of divergence and phylogenetic relationships between and within vegetable species of agricultural interest have been received greater attention. In these studies, the aim is to group similar individuals looking for bigger differences among the groups. Statistical methods of analysis such as cluster analysis, factor analysis and principal components analysis can be used in this kind of study. However, before to employ some method, the similarity matrix between genotypes must be obtained using one of the several coefficients proposed in the concerning literature. The aim of this study was to evaluate if different similarity coefficients can influence the results of cluster analysis with dominant markers. Data from 18 inbred lines of maize from two different populations, BR-105 and BR-106, were analyzed by AFLP and RAPD markers and eight similarity coefficients (Jaccard, Sorensen-Dice, Anderberg, Ochiai, Simple-matching, Rogers and Tanimoto, Ochiai II and Russel and Rao) were obtained. The similarity matrices were compared by Pearson's and Spearman's correlations, cluster analysis (with dendrograms, correlations, distortion and stress between the similarity and cofenetical matrices, consensus fork index between all pairs of dendrograms), Tocher´s optimization procedure and with the projection in two-dimensional space of the similarity matrices. The results showed that for almost all of the methodologies and both markers, the coefficients of Jaccard, Sorensen-Dice, Anderberg and Ochiai, gave similar results, due to the fact that all of them excludes negative co-occurences. It was also observed that the Simple Matching, Rogers and Tanimoto, and Ochiai II, probably due to the fact of all including the negative co-occurences. The Russel and Rao coefficient presented results very different from the others, because it excludes the negative co-occurences in the numerator and include it in the denominator of its expression, which is a reason for not recommending it. Due the fact of the negative co-occurences does not mean, necessarily, that the regions of the DNA are identical, it is suggested to choose one those coefficients that do not include it.

O uso de fertilizantes minerais nas culturas, inclusive no milho, é uma prática agrícola que provoca danos ambientais e prejuízos econômicos. Uma alternativa promissora, visando melhorar a produtividade e reduzir o uso de fertilizantes, é a utilização de microrganismos benéficos associados às plantas, particularmente as rizobactérias promotoras de crescimento. Essas bactérias vivem na rizosfera e são capazes de colonizar diversos tecidos vegetais, beneficiando o desenvolvimento das plantas através de mecanismos de promoção de crescimento. Na busca por alternativas sustentáveis e mais rentáveis, o presente trabalho teve como objetivo isolar, caracterizar, selecionar e monitorar rizobactérias associadas ao guaranazeiro da Amazônia que possuíssem características promotoras de crescimento vegetal para serem usadas como inoculantes em sementes de milho. Amostras de solo rizosférico de cinco plantas de guaranazeiros foram coletadas e foi realizado o isolamento das rizobactérias. A caracterização molecular foi realizada através do sequenciamento do gene 16S rDNA para análise da diversidade microbiana e identificação das linhagens. Avaliou-se a capacidade das linhagens de produzir ácido indol acético (AIA), fixar nitrogênio atmosférico, solubilizar fosfato inorgânico e de produzir sideróforos. A análise da diversidade microbiana indicou semelhança entre a comunidade bacteriana isolada da rizosfera do guaranazeiro e a do milho encontrada na literatura. Foi observada predominância do filo Proteobacteria, sendo em sua maioria representado pelo gênero Burkholderia. Do total das 101 linhagens obtidas, 89% foram capazes de produzir AIA, 23% fixaram nitrogênio atmosférico, 43% solubilizaram fosfato inorgânico e 24% produziram sideróforos. Cinco linhagens foram selecionadas para o ensaio de promoção de crescimento de milho em casa de vegetação, essas foram identificadas pelo sequenciamento completo do gene 16S rDNA e compuseram os tratamentos como segue: RZ2MS9 - Bacillus sp. (T1), RZ2MS16 - Burkholderia ambifaria (T2) e consórcio (T3) de 5 linhagens (RZ1MS6 - Burkholderia vietnamiensis, RZ1MS11 - Burkholderia sp., RZ2MS9 - Bacillus sp., RZ2MS16 - Burkholderia ambifaria e RZ4MS18 - Delftia acidovorans). As análises estatísticas comprovaram que as linhagens RZ2MS9 (Bacillus sp.) e RZ2MS16 (Burkholderia ambifaria) foram eficientes como promotoras de crescimento em milho, aumentando a altura cerca de 39 e 33%, respectivamente, em relação ao controle, o peso seco da parte aérea cerca de 236 e 114% e do sistema radicular cerca de 248 e 136%, respectivamente, comparado ao controle não inoculado. A linhagem RZ2MS9 (Bacillus sp.) aumentou o conteúdo de Ca nas plantas inoculadas. Para o monitoramento da colonização da bactéria na planta, a linhagem RZ2MS16 (Burkholderia ambifaria) foi transformada com o plasmídio pCM88 e passou a expressar a proteína GFP, sendo possível observar, por microscopia óptica de fluorescência, que, 12 dias após a inoculação na planta, a bactéria encontra-se concentrada no cilindro central da raiz da mesma de onde pode se inserir em algum vaso condutor e colonizar a planta sistematicamente, o que demonstra que a mesma se comporta como endofítica da planta de milho. Assim, fica evidente a importância da exploração de plantas de clima tropical, como o guaranazeiro, como reservatórios de bactérias com enorme potencial biotecnológico. As bactérias estudadas nesse trabalho tem grande potencial para serem utilizadas futuramente como inoculantes. / The use of mineral fertilizers on agricultural crops, including maize, is a practice that causes environmental damage and economical losses. A promising alternative, to improve productivity and reduce fertilizer use is the use of benefical microrganisms associated with plants, particulary the growth-promoting rhizobacteria. These bacteria live in the rhizosphere and are capable of colonizing different plant tissues, benefiting plant growth through mechanisms of growth promotion. In the search for sustainable and more profitable alternative, this study aimed to isolate, characterize, monitor and select rhizobacteria associated with Amazonian guarana that possessed characteristics of plant growth promoters for use as inoculants in maize seeds. Rhizosphere soil samples from five guarana plants were collected and the isolation of rhizobacteria was performed. Molecular characterization was performed by sequencing the 16S rDNA for analysis of microbial diversity and identification of strains. It was evaluated the ability of strains to produce indole acetic acid (IAA), fix atmospheric nitrogen, solubilize inorganic phosphate and produce siderophores. The analysis of microbial diversity indicated similarity between the bacterial community isolated from the rhizosphere of guarana and that found in the literature to maize. It was observed predominance of Proteobacteria phylum, being mostly represented by the genus Burkholderia. Of the total 101 strains obtained, 89% were able to produce IAA, 23% fixed atmospheric nitrogen, 43% solubilized inorganic phosphate and 24% produced siderophores. Five strains were selected for testing growth promotion of maize under greenhouse conditions; these were identified by complete sequencing of the 16S rDNA and compose the treatments as follows: RZ2MS9 - Bacillus sp. (T1), RZ2MS16 - Burkholderia ambifaria (T2) and consortium (T3) of 5 strains (RZ1MS6 - Burkholderia vietnamiensis, RZ1MS11 - Burkholderia sp., RZ2MS9 - Bacillus sp., RZ2MS16 - Burkholderia ambifaria and RZ4MS18 - Delftia acidovorans). Statistical analyzes showed that the strains RZ2MS9 (Bacillus sp.) and RZ2MS16 (Burkholderia ambifaria) were effective as growth promoters in maize, increasing the height about 39 and 33%, respectively, compared to control, shoot dry weight about 236 and 114% and root system about 248 and 136%, respectively, compared to uninoculated control. The strain RZ2MS9 (Bacillus sp.) increased Ca content in inoculated plants. For monitoring of colonization of the bacteria in the plant, the strain RZ2MS16 (Burkholderia ambifaria) was transformed with the plasmid pCM88 and passed to express GFP, being possible to observe by fluorescence microscopy that, 12 days after inoculation on the plant, the bacteria is concentrated in the root central cylinder where the same can be inserted into a vessel conductor and consistently colonize the plant, proving the endophytic life style of this strain during maize interaction. Thus, it is clear the importance of tropical plants, like guarana, as reservoirs of bacteria with great biotechnological potential. The evaluated bacteria accessed in this work have great potential to be used in future as inoculants.

O crescente aumento da contaminação do solo por metais pesados, em especial o cádmio (Cd), associado à importância dos cereais, sendo estes nos países subdesenvolvidos e alguns em desenvolvimento a maior fonte protéica, são aspectos importantes que originaram a ideia deste estudo que procura analisar o metabolismo do aminoácido essencial lisina em milho (Zea mays), submetido à contaminação por Cd. Foram realizados vários ensaios a fim de se avaliar a atividade das principais enzimas do sistema antioxidante, a quantidade de aminoácidos solúveis totais e a atividade das enzimas da via do anabolismo e catabolismo da lisina. Os resultados foram apresentados na forma de dois capítulos. O capítulo 1 apresenta a caracterização bioquímica das plantas de milho (linhagem 161) submetidas ao estresse pelo Cd analisando-se a quantificação do metal nos diferentes tecidos vegetais, análise das principais enzimas do sistema antioxidante, quantificação de proteínas de reserva e aminoácidos solúveis totais, além da análise das principais enzimas da via da lisina. Os resultados da caracterização bioquímica mostraram que estes parâmetros avaliados não diferiram significativamente entre as plantas contaminadas e as do controle. No capítulo 2 foi realizada a análise das principais enzimas da via da lisina em um outro genótipo de milho, sendo uma variedade comercial (AL Avaré). De maneira geral, os resultados mostraram que o Cd induziu leves alterações nas atividades de algumas enzimas da via da lisina. Além disso, foram observadas diferenças entre os dois genótipos, tanto nas atividades específicas de enzimas como na quantificação de aminoácidos livres. Além dos dois capítulos, foram incluídos dois estudos complementares, que trouxeram análises adicionais ao estudo principal. O estudo complementar 1, apresenta os resultados de um estudo com plântulas de milho, de diferentes genótipos, sendo um com maiores teores de lisina (opaco2) e os outros para alta eficiência no uso de nitrogênio (EUN) e para baixa EUN. Tanto os resultados da peroxidação lipídica, quanto a quantidade de aminoácidos solúveis totais apresentaram diferenças entre os genótipos e doses de Cd utilizadas. O estudo complementar 2 apresenta alguns dados de enzimas antioxidantes, em PAGE não-desnaturante, de coleóptilos e radículas de embriões imaturos (sem a presença de endosperma) e germinados na presença de Cd. Estes dados mostraram uma nítida resposta antioxidante. Além disso, foram analisadas algumas células provenientes de radículas de sementes de milho germinada na presença de Cd, a fim de se avaliar os danos do metal sobre o DNA. Em resumo, os resultados obtidos neste estudo nos ajudaram a entender um pouco mais sobre o efeito do Cd nos processos fisiológicos e bioquímicos das plantas analisadas. Entretanto, estes dados podem ser considerados o ponto de partida para estudos mais detalhados. / The increase of soil contamination by heavy metals, especially cadmium (Cd), associated with the importance of cereals, which are the major source of protein in the underdeveloped and some developing countries, are important aspects that gave rise to the idea for this study which tries to analyze the metabolism of the essential amino acid lysine in maize (Zea mays), submitted to the contamination by Cd. Several tests were carried out to evaluate the activity of the main enzymes of the antioxidant system, the amount of total soluble amino acids and the activity of enzymes of lysine metabolism. The results were presented two chapters. Chapter 1 reports the biochemical characterization of the maize plants (a line with higher levels of lysine, L161) submitted to stress by Cd analyzing the metal quantification in different plant tissues, analysis of the main enzymes of the antioxidant system, quantification of reserve proteins and total soluble amino acids, in addition to the analysis of the main enzymes of lysine pathway The results showed that these parameters did not differ significantly between contaminated plants and those of the control. In Chapter 2 the main enzymes of lysine metabolism were analyzed in a commercial variety of maize (AL Avaré). Overall, the results showed that Cd induced slight changes in the activities of some enzymes of lysine pathway. In addition, differences were observed between the two genotypes, both in the specific activities of enzymes and on quantification of soluble amino acids. In addition to the two chapters, two complementary studies were included, which provided additional analyzes to the main study. Complementary study 1 presents the results of a study with maize seedlings of different genotypes, one with higher lysine (opaque2) and others for high efficiency in nitrogen use (EUN) and low EUN. Lipid peroxidation results and the amount of total soluble amino acids showed differences between the genotypes and the Cd concentrations used. Complementary study 2 presents some non-denaturing antioxidant enzyme data from coleoptiles and immature embryo rootlets (without the presence of endosperm) and germinated in the presence of Cd. These data showed a clear antioxidant response. In addition, some cells from germinated maize seedlings were analyzed in presence of Cd in order to evaluate the damage of the metal on the DNA. In summary, the results obtained in this study helped us to understand a little more about the effect of Cd on the physiological and biochemical processes of the plants analyzed. However, these data can be considered the starting point for more detailed studies.

O composto GN-04 foi utilizado no presente trabalho, tendo por objetivo: a) avaliar o efeito do processo dispersivo em subpopulações de milho com diferentes tamanhos efetivos, e submetidas previamente à seleção divergente para alta e baixa produção; b) avaliar a capacidade de combinação e o potencial heterótico dessas subpopulações e c) estimar componentes da variância genética no composto GN-04, usando o esquema de cruzamento em cadeia. Um lote do referido composto foi plantado visando à obtenção de três diferentes progênies: S1, por autofecundação; irmãos germanos, cruzamento planta a planta e cruzamentos em cadeia, seguindo o esquema 1 x 2, 2 x 3 e 3 x 1. Foram obtidas 77 progênies S1, 75 de irmãos germanos e 72 cadeias, contituidas de três cruzamentos. As progênies de cada tipo foram avaliadas em ensaios distintos, em dois locais, de acordo com o delineamento em blocos casualizados, com três repetições. Os caracteres avaliados foram: altura da planta (AP), altura da espiga (AE), comprimento da espiga (CE), diâmetro da espiga (DE), peso de espigas (PE) e prolificidade (PR). Com base nos valores médios do caráter PE, foram selecionadas 10 progênies de irmãos germanos,10 de S1 e 10 cadeias, sendo cada grupo de materiais constituído das cinco progênies ou cadeias mais produtivas, e das cinco menos produtivas. A recombinação das progênies selecionadas ou cadeias ensejou a obtenção de subpopulações com diferentes tamanhos efetivos: N1, N2 e N3, que correspondem a taxas de endogamia de 50%, 25% e 17%, para S1’s, irmãos germanos e cadeias, respectivamente. Essas subpopulações foram avaliadas posteriormente com base no seu desempenho per se e em cruzamentos ‘topcrosses’ e dialélicos. Os resultados desta avaliação mostraram que o tamanho reduzido das subpopulações provocou o surgimento de valores médios inferiores ou superiores à média estimada da população original, em conseqüência da deriva genética. Os valores médios de todos os caracteres foram afetados pela redução no tamanho efetivo das subpopulações, em conseqüência da depressão por endogamia, a qual se expressou com mais intensidade no caráter PE: em subpopulações com N3 e N1, no nível de seleção positiva, o efeito da depressão foi de 5,20% e 20,07%, respectivamente, e no nível de seleção negativa, 15,98% e 55,76%, respectivamente. A seleção divergente entre subpopulações resultou em diferenciação genética suficiente para expressar heterose em cruzamentos entre subpopulações com o mesmo tamanho efetivo. As estimativas da variância aditiva do composto GN-04, com base na análise da variância conjunta dos experimentos com progênies de cruzamentos em cadeia, para os caracteres PE, CE, DE, PR, AP e AE foram, respectivamente: 128,00 (g/pl)², 1,490 (cm/esp.)², 0,1704 (cm/esp.)², 0,0200 (esp./pl)², 256,55 (cm/pl)² e 136,80 (cm/pl)². Estimativas negativas da variância aditiva foram obtidas para os caracteres CE, DE, AP e AE; para os caracteres PE e PR as estimativas foram 185,00 (g/pl)² e 0,0188 (esp./pl)², respectivamente. O delineamento de cruzamentos em cadeia de tamanho 3, tendo em vista a facilidade de execução, pode ser uma alternativa a delineamentos de execução mais complexa para estimar componentes da variância. / The composite GN-04 was used in the present work with the objetives: a) evaluation of the effect of the dispersive process in subpopulations of maize with different effective sizes, and submitted to divergent selection for higth and low yield; b) evaluation of the combining ability and heterotic potential of the subpopulations; and c) to estimate components of the genetic variance in the composite GN-04, using chain crosses. A pollination block of the base population was planted for the development of three different progenies: S1 progenies obtained by selfing, full-sib progenies obtained by plant-to-plant crosses, and chain crosses following the scheme: 1 x 2, 2 x 3 e 3 x 1. The numbers of progenies were: 77 S1´s, 75 full-sibs and 72 chains represented by three crosses in each chain. The progenies from each type were evaluated in different experiments in two locations following the randomized complete block design with three replications. The following traits were analysed: plant height (AP), ear height (AE), ear length (CE), ear diameter (DE), ear weight (PE) and prolificacy (PR). Observed means of PE were used for selection of 10 full-sib progenies, 10 S1´s progenies and 10 complete chains, each group being represented by five high yielding and five low yielding progenies or chains. The recombination of the selected progenies or chains, individually, led to the development of subpopulations with different effective sizes: N1, N2 and N3, corresponding to inbreeding rates of 50%, 25% and 17% for S1´s, full-sibs and chain crosses, respectively. The subpopulations were later evaluated based on their performance per se, in the topcrosses and in diallel crosses. Results showed that the reduced size of the subpopulations led to changes in the means of the evaluated traits, which were smaller or higher than the original means as a consequence of genetic drift. On the average, all traits showed a decrease in the mean as a consequence of inbreeding depression. The most depressive trait was PE and the depression effects in subpopulations with N3 and N1 were 7.17% and 22.94% in the positive selection and 16.85% and 55.91% in the negative selection. The divergent selection among subpopulations led to a genetic differentiation sufficient for the expression of heterosis in crosses between subpopulations in the same level of effective size. The estimates of the additive genetic variance in the composite GN-04 were obtained from the analysis of chain crosses. The estimates for the traits PE, CE, DE, PR, AP and AE were, respectively: 128.00 (g/pl)², 1.490 (cm/esp.)², 0.1704 (cm/esp.)², 0.0200 (esp./pl)², 256.55 (cm/pl)² and 136.80 (cm/pl)². Negative estimates of the dominance variance were obtained for the traits CE, DE, AP and AE; for the traits PE and PR, the estimates were 185.00 (g/pl)² and 0.0188 (esp./pl)², respectively. The mating design based on chain crosses with size 3 was considered feasible and easy to be used and can be a reliable alternative as compared with other more complex designs.

O melhor entendimento sobre como o milho responde ao suprimento de N é requerido por motivos econômicos e ambientais. Genótipos contrastantes são indispensáveis para estudos genéticos e fisiológicos e a identificação da resposta ao N de linhas de milho e seus híbridos foi o objetivo deste trabalho. Foram usadas sete linhas S5 e uma S4, originadas de dois híbridos comerciais. No primeiro experimento de campo, com duas doses de N e as linhas 2, 3, 4, 5, 6, 10 e 13, a dose alta de N apresentou efeito de excesso, aumentando a produtividade de grãos somente da linha 2, diminuindo a produtividade na linha 13 e aumentando o teor de clorofila em todas as linhas exceto na 3. No segundo experimento de campo, com as linhas 2, 3, 4, 5, 6, e 10, existiu severa deficiência de N reduzindo a produtividade de grãos nas linhas 2, 3, 5 e 10, a prolificidade nas linhas 2, 3, 4 e 5, o teor de N nos grãos em todas as linhas exceto a 10, o N total nas linhas 2, 3, e 5 e a sincronia no florescimento nas linhas 3 e 5. Esta deficiência provocou o aumento na massa de cem grãos na linha 2. O comportamento interativo das linhas indica que estas variáveis possuem controle genético distinto em cada nível de N. Estes resultados também indicam independência na resposta desta variáveis ao N, pois não existiu consistência destas respostas entre as linhas. A análise dialélica, com os 15 híbridos provenientes das seis linhas do experimento anterior, indicou interação da capacidade geral de combinação (CGC) com os níveis de N para as variáveis produtividade de grãos, número de grãos por planta e teor de clorofila. Não houve associação entre as produtividades de grãos das linhas e dos seus efeitos de CGC para esta variável, nos níveis alto e baixo de N. Existiu associação da sensibilidade da produtividade de grãos ao N das linhas com os seus efeitos de CGC para esta variável nos níveis alto e baixo de N, uma vez que as linhas que sofreram os maiores efeitos das doses de N foram as de maior efeito de CGC, enquanto as linhas que sofreram os menores efeitos das doses de N apresentaram os menores efeitos de CGC. Esta associação indica que a resposta das linhas ao N deve ser considerada nos programas de melhoramento para EUN. As plantas do dialelo entre as linhas 2, 4 e 6, avaliadas em casa de vegetação com 32 dias após a germinação, apresentaram heterose média para absorção e utilização de N, indicando a possibilidade de seleção precoce para estas variáveis, as quais também apresentaram significância para os efeitos não aditivos no experimento de campo. Foi detectada heterose média para a razão Fv/Fm mas não para a fotossíntese indicando uma maior eficiência das medidas associadas à fluorescência da clorofila em relação àquelas associadas com a fixação de carbono. A deficiência de N reduziu o número de isoenzimas da glutationa redutase nas raízes de milho, cevada e Arabidopsis thaliana, e são discutidas possíveis explicações para este fenômeno, relacionadas à síntese de amido ou à proteção contra radicais livres. / A better understanding as to how maize responds to N supply is required for both economic and environmental purposes. Contrasting genotypes are indispensable for genetic and physiological studies of any trait. The investigation of the response to N supply for a range of maize lines, was the aim of this work. Seven S5 and one S4 lines, originating from two commercial hybrids, were studied for agronomic traits related to nitrogen use efficiency (NUE). Two field experiments with two levels of nitrogen were carried out. In the first experiment, in which the lines 2, 3, 4, 5, 6, 10, 13 and 17 were tested, the N supplied appeared to be in excess and only increased the grain yield in line 2, decreased the grain yield in line 13 and increased the chlorophyll content in all lines except line 3. In the second experiment, in which the lines 2, 3, 4, 5, 6, and 10 were tested, there was a severe N deficiency that caused a reduction in grain yield in lines 2, 3, 5 and 10, prolificacy in lines 2, 3, 4 and 5, grain N content in all lines except line 10 and total plant N in lines 2, 3, and 5. On the other hand, a severe N deficiency caused an increase in hundred kernel weight in line 2 and anthesis-silking in lines 3 and 5. The interactive behaviour of these traits indicates that they have different genetic controls at each N level. These results also demonstrate that the response to N of these traits are under separate controls from each other, since they did not exhibit consistency in all the lines tested. The diallel analysis with 15 hybrids of the six lines from the previous experiment, indicated an interaction of the general combining ability (GCA) with the levels of N for the traits; grain yield, grain number per plant and chlorophyll content. There was no association between the grain yield of the lines and the effects of GCA for this variable, at either level of N. Productivity responses of grains to the N levels for the different lines was associated with GCA effects for this trait. The lines that suffered the largest dosage effects of N were the ones with the larger effect of GCA while the lines that suffered the smallest dosage effects of N presented the smallest effects of GCA. This association indicates that the response of the lines to N must to be considered in the genetics programs for improvement of NUE. The plants of the crosses between the lines 2, 4 and 6, evaluated in the glass house, 32 days after the germination, presented average heterosis for the absorption and utilization of N. This indicates the possibility of precocious selection for these traits, which also presented significance non additive effects during the field experiment. Average heterosis was detected for Fv/Fm but not for photosynthesis, which indicates a greater efficiency of the measurements associated to the chlorophyll fluorescence in relation to those associated with carbon fixation. The deficiency of N reduced the number of glutathione reductase isoforms in corn, barley and Arabidopsis thaliana roots, and possible explanations are discussed for this phenomenon, related to starch synthesis and the protection against free radicals.