Weed infestation, mainly with red rice (Oryza spp.), is the most important factor limiting yield increase in paddy rice in Rio Grande do Sul state. Chemical red rice control is the most used tool in this area. But, its use can originate herbicide residue in water and soil that can cause carry-over to rotational crops and environmental contamination. To assess these possible problems it was carry a two year experiment with the objective of: 1) to evaluate the efficiency of two alternatives (Clearfield system and the use of clomazone with seed protector) on red rice control; and 2) to evaluate imazethapyr and clomazone field persistence in water and soil and 3) evaluate the herbicides carry over to non-tolerant crop. In the first year (2004/05) IRGA 422 CL rice cultivar was drill seeded in the experimental area located in Santa Maria, RS, Brazil, to evaluate red rice control by seven treatments including rates and timing of (imazethapyr + imazapic) and clomazone aplication. After rice harvest, burndown herbicide was applied, and it was planted riegrass in winter 2005, and non-tolerant rice was seeded in 2005/06 growing season, aiming to evaluate the carry over effects of herbicides. The results showed that the Clearfield system is more efficient in red rice control than clomazone. The application of 0,7 L ha-1 (imazethapyr + imazapic) PRE followed by the same rate at POS, promoted 100% red rice control, withou reducing rice grain yield (cultivar IRGA 422 CL). The experiment showed also that, between the evaluated treatments, the split application of (imazethapyr + imazapic), was the most persistent in rice paddy water. It was observed carryover effects of (imazethapyr + imazapic) in the non-tolerant rice, causing yield reduction in IRGA 417 variety seeded one year after herbicide application. Clomazone did not have carryover effects one year after the application. Ryegrass did not showed injury to the herbicide residues in soil. / A infestação de plantas daninhas, principalmente da espécie arroz-vermelho (Oryza spp.), é um fator limitante para o aumento da produtividade na lavoura orizícola gaúcha. Diante dessas infestações, o controle químico tem sido a ferramenta mais empregada pelos agricultores. Contudo, sua utilização pode originar resíduos de agroquímicos na água e no solo, ocasionando danos na cultura em rotação e contaminação ambiental. Diante disso, desenvolveram-se dois anos de experimentos com os objetivos de: 1) avaliar a eficiência de duas alternativas (Sistema Clearfield e utilização de Gamit (clomazone) e protetor de sementes) no controle do arroz-vermelho; 2) identificar e quantificar a persistência dos herbicidas imazethapyr e clomazone na lâmina da água e no solo da lavoura de arroz-irrigado e 3) verificiar o efeito dos herbicidas em culturas semeadas em sucessão. No primeiro ano de ensaio, na safra 2004/05, a cultivar IRGA 422 CL foi semeada em campo experimental do Departamento de Fitotecnia da UFSM, para a avaliação do controle de arroz-vermelho em sete tratamentos contendo diferentes doses e épocas de aplicação dos herbicidas Only (imazethapyr + imazapic) e clomazone. Colhido o arroz, a área foi dessecada e, nela, foram semeadas as culturas de azevém, no inverno de 2005, e de arroz não-tolerante à aplicação de (imazethapyr + imazapic) e clomazone, na safra 2005/06, visando à avaliação do efeito residual desses herbicidas aplicados na cultura de arroz tolerante sobre culturas suscetíveis. Os resultados das análises demonstram que a utilização do Sistema Clearfield é mais eficiente no controle do arroz-vermelho que a aplicação de clomazone com uso de protetor de sementes. A aplicação de 0,7 L ha-1 de (imazethapyr + imazapic) em pré-emergência, seguida da mesma dose em pós-emergência, apresentou controle de 100% da planta daninha, sem causar prejuízos ao estande de plantas e à produtividade de grãos da cultivar IRGA 422 CL. Além disso, o experimento evidenciou que a aplicação seqüencial de (imazethapyr + imazapic), dentre os tratamentos avaliados, persiste mais tempo na lâmina d água da lavoura de arroz. Observou-se ainda a existência de residual no solo de (imazethapyr + imazapic) um ano após a sua aplicação, sendo que esses resíduos ocasionaram redução na produtividade de grãos da cultivar não-tolerante IRGA 417. Quanto ao clomazone, as análises evidenciaram ausência de residual após um ano de sua aplicação nas doses de 3 e 6 L ha-1. Para o azevém, não foram observados efeitos negativos do residual dos herbicidas no solo.

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Cereals represent one of the most important food crops in the world. Rice (Oryza sativa) is one of the most commonly consumed cereal grains, and as a result, has considerable economic and agricultural importance, despite their potential as a source of genetic material. The phylogenetic relationships among rice and its wild species are not well understood. The objectives of this study are to evaluate the rate and type of molecular variation present in the gene that encodes the 10 kDa prolamin polypeptide in Oryza (Poaceae), and use this information in understanding the evolution of the Oryza genus. Our principle hypothesis is that genetic diversity exists at the molecular level in wild species of Oryza, and that this diversity can provide useful information regarding the phylogenetic relationships among rice species and permit a more theoretical examination of the evolutionary processes, such as concerted evolution, within Oryza and its nine genomes. A phylogeny of Oryza is presented, and modes of evolution are discussed. / Master of Science

Weedy rice is a persistent weed of cultivated rice (Oryza sativa) fields worldwide, which competes with the crop and drastically reduces yields. Within the US, two main populations of genetically differentiated weedy rice exist, the straw-hulled (SH) group and the black-hulled awned (BHA) group. Current research suggests that both groups are derived from Asian cultivated rice. However, the weeds differ from the cultivated groups in various morphological traits. My research focus is on the genetic basis of two such traits: seed shattering ability and differences in flowering time. The persistence of weedy rice has been partly attributed to its ability to shatter (disperse) seed prior to crop harvesting. I have investigated the shattering phenotype in a collection of US weedy rice accessions and find that all US weedy rice groups shatter seeds easily. Additionally, I characterized the morphology of the abscission layer at the site where seed release occurs and find that weeds begin to degrade their abscission layers at least five days prior to wild plants. I also assessed allelic identity and diversity at the major shattering locus, sh4, in weedy rice and find that all cultivated and weedy rice share similar haplotypes at sh4. These haplotypes contain a single derived mutation associated with decreased seed shattering during domestication. The combination of a shared cultivar sh4 allele and a highly shattering phenotype suggests that US weedy rice have re-acquired the shattering trait after divergence from their crop progenitors through alternative genetic mechanisms. Additionally, my investigation into flowering time in weedy rice shows that weed populations differ in their flowering times. I also assessed allelic identity and diversity at two genes involved in the transition to flowering, Hd1 and Hd3a, and again found haplotype sharing between weeds and cultivars with Hd1 only accounting for some of the flowering time differences between weeds. In order to locate genomic regions containing additional candidate genes I conducted a QTL mapping study on two F2 populations derived from crosses of weedy rice with cultivated rice. My results show sharing of QTL for flowering time between populations, yet lack of sharing of QTL for shattering.

L'acidité dans le sol, combinée à une toxicité aluminique est le stress environnemental le plus important limitant la production de riz (Oryza sativa L.). Dans ce travail, neuf variétés de riz vietnamien, ainsi que deux variétés de riz connues pour leur résistance/sensibilité à l'aluminium sont discriminées pour la tolérance à l'Al grâce à l'analyse de la croissance et la morphologie des racines en condition de culture hydroponique. Les lipides membranaires et l'expression des gènes liés au métabolisme de ces lipides ont également été analysés. Les résultats ont montré que la toxicité de l'aluminium influence tout le système racinaire du riz, elle inhibe la croissance de la racine principale ainsi que celle des racines latérales, le volume des racines, et le nombre de racines latérales. L'Al s'accumule dans les racines et les feuilles. Cette accumulation d'Al corrèle négativement avec la quantité de calcium, de magnésium et de potassium dans les tissus. L'aluminium diminue la teneur en lipides membranaires dans les racines et les feuilles, et ce d'autant plus que la variété est plus sensible. Dans les feuilles, l'acide gras le plus touché est l'acide linolénique C18 : 3 ; dans les racines, l'acide linoléique C18 : 2. L'aluminium provoque en outre dans les feuilles une diminution très importante de la teneur en monogalactosyl diacylglycerol MGDG, un galactolipide constitutif des membranes thylakoïdales. Dans les racines, c'est la phosphatidylcholine PC, qui diminue le plus. Ces modifications des lipides membranaires sont nettement plus importantes chez la variété de riz sensible que chez la variété tolérante. L'expression des gènes de synthèse est corrélée positivement avec les teneurs des lipides membranaires majeurs. Nos résultats ont montré que les lipides jouent un rôle important dans le maintien de l'intégrité et le fonctionnement des membranes cellulaires, et ont une influence sur la capacité des plantes à résister à la présence de l'aluminium dans le milieu / Soil acidity combined with the presence of Aluminium ions is a major environmental stress limiting rice (Oryza sativa) production. In this work, root growth and root morphology of nine vietnamese rice varieties and two IRRI reference varieties (one Al-resistant, one Al-sensitive) were studied in hydroponic conditions. Analysis of membrane lipid composition as well as the expression of genes related to lipid metabolism was also performed. Results showed that Al toxicity influenced negatively the whole root system : Al inhibited the elongation rate of the principal root and the lateral roots ; it decreased the root volume and the number of lateral roots. Al accumulated in root and leaf tissues. Al accumulation was negatively correlated with the amounts of Calcium, Magnesium and Potassium in plant tissues. Membrane lipid contents also decreased in roots and shoots, and these decreases were more important in the sensitive varieties than in the tolerant ones. In the shoots, linolenic acid C18:3 content was mostly affected, and in the roots linoleic acid C18:2. Furthermore, in the leaves Al provoked a large decrease in the main lipid of thylakoid membranes monogalactosyl diacylglycerol MGDG. In the roots, it decreased the phosphatidylcholine PC content. Lipid and fatty acid changes were more pronounced in Al-susceptible varieties than in tolerant ones. The expression of genes related to the biosynthesis of the main m embrane lipids during Al treatment correlated well with the time-course of membrane lipid composition. Our results indicated that lipids could play an important role in the integrity and function of cell membranes, and that they could be implicated in the capacity of plants to tolerate the presence of aluminium toxic ions in the environment

Com o objetivo de calibrar e avaliar o modelo ORYZA-APSIM para o arroz de terras altas no Brasil, foram conduzidos dezessete experimentos pela EMBRAPA Arroz e Feijão, em quatro regiões brasileiras (Santo Antônio de Goiás-GO, Sorriso-MT, Gurupi-TO e Teresina-PI) produtoras de arroz de terras altas, entre as safras de 2005/2006 e 2008/2009. O modelo foi calibrado e avaliado para a variedade cultivada de arroz de terras altas BRS-Primavera. Os dados da calibração foram obtidos de dois experimentos realizados na área experimental da EMBRAPA Arroz e Feijão, localizada no município de Santo Antônio de Goiás-GO, conduzidos em duas datas de semeadura durante a safra 2008/2009. As seguintes variáveis foram definidas na calibração: (i) unidades de calor efetivo diário, (ii) taxas de desenvolvimento fenológico para cada estádio, (iii) frações de massa de matéria seca das folhas, colmos, órgãos de armazenagem e colmos de reserva durante diferentes fases de desenvolvimento da cultura, (iv) taxa de crescimento inicial da área foliar e (v) parâmetros utilizados para determinar a área foliar específica. Na avaliação do modelo, foram comparados valores simulados com valores observados da massa de matéria seca total da parte aérea (MST) e de folhas verdes (MSF), índice de área foliar (IAF), produtividade e duração (número de dias) do período entre a emergência e o florescimento da cultura de arroz de terras altas. O modelo não apresentou desempenho satisfatório na simulação da duração das diferentes fases fenológicas de desenvolvimento para a região de Teresina-PI (os números de dias simulados foram, em média, oito dias superiores aos valores observados). O IAF, a MST e a MSF foram avaliados para as condições dos dois experimentos utilizados na calibração. As simulações do IAF diferiram dos valores observados nos dois experimentos, nos quais os valores finais da MST simulada foram semelhantes aos observados, mas diferiram dos observados durante a fase entre o florescimento e o ponto de maturidade fisiológica. A MSF simulada apresentou bom desempenho no primeiro experimento, mas regular no segundo experimento. No segundo experimento de campo, as variações da MSF, MST e o IAF foram causadas por um período de estresse hídrico simulado no modelo. O efeito do estresse hídrico foi superestimado no modelo. Comparando os valores simulados e observados de produtividade, por intermédio de uma regressão linear, verificou-se que o modelo (ORYZAAPSIM) pode determinar a ordem de grandeza da produtividade do arroz de terras altas ao nível de significância de 10%. / With the purpose of calibrating and evaluating the ORYZA-APSIM model for the upland rice in Brazil, seventeen field experiments were carried out at EMBRAPA Arroz e Feijão, in four upland rice Brazilian regions (Santo Antônio de Goiás-GO, Sorriso-MT, Gurupi and Teresina-PI), from 2005/2006 to 2008/2009 seasons. The model was calibrated and evaluated for an upland rice, cultivar BRS-Primavera. The calibration data were obtained from two field experiments carried out at the experimental area of EMBRAPA Arroz e Feijão, located at Santo Antônio de Goiás-GO, performed at two sowing dates during the 2008/2009 season. The following variables were defined in the calibration: (i) the effective heat daily units, (ii) phenological development rates at each crop stage, (iii) fractions of the dry matter of leaves, stems, storage organs and stems of reserves during the developmental crop stages, (iv) initial growth rate of leaf area and (v) parameters used to define the specific leaf area. In the model evaluation, simulated values were compared with observed values of total dry matter of shoot (DMS), dry matter of green leaves (DMGL), leaf area index (LAI), yield and duration (number of days) of the period from emergence to flowering of upland rice crop. The model did not present satisfactory performance to simulate the duration of different phenological phases of development for the Teresina-PI region (the numbers of simulated days were, in average, eight days greater than the observed values). The LAI, DMS and DMGL values were evaluated for the conditions of the two experiments used for calibration. The LAI simulations differed from the values observed in both experiments, where the final DMS simulated values were similar to those observed, but differed during the phase between flowering and physiological maturity point. The simulated DMGL showed a better performance in the first experiment, but regular in the second experiment. In the second field experiment, the DMS, DMGL and LAI variations were due to a period of drought stress simulated in the model. The model greatly penalized the growth of the culture under conditions of drought stress. The water stress effect was overestimated in the model. Comparing the simulated and observed values of yield, using a linear regression, it was verified that the model (ORYZA-APSIM) can define the magnitude order of upland rice productivity at 10% of significance level.

O experimento foi conduzido na Universidade de São Paulo, durante os anos de 2011e 2012, em Piracicaba, estado de São Paulo. Foram utilizados dez genótipos contrastantes, sendo nove destinados ao cultivo em terras altas (dois modernos e sete tradicionais) e um ao sistema irrigado (moderno). Os genótipos foram cultivados em vasos e mantidos sem restrição hídrica dentro de casa de vegetação até a emissão da folha bandeira. Após a emissão da folha bandeira, oito vasos de cada genótipo contendo uma planta foram mantidos dentro de uma câmara de crescimento (fitotron) sob condições climáticas rigorosamente controladas durante oito dias. Nesse período, quatro vasos foram mantidos com estresse e quatro sem. Após cinco e seis dias, foram avaliadas as taxas de assimilação (A), condutância estomática (gs), concentração interna de CO2 (Ci), transpiração (E), eficiência de uso da água (EUA) e conteúdo hídrico foliar relativo (CHF). Após sete dias, foram realizadas as curvas de respostas à alteração da intensidade luminosa, onde foram determinados a A, gs, Ci, E e CHF. Após oito dias, foram realizadas as curvas de resposta à alteração de CO2, onde foram determinados a limitação estomática (Ls) e metabólica (Lm), condutância mesofílica (gm) e atividade da Rubisco (Vcmax e Jmax). Aos 5 e 6 dias, constatou-se que, na condição de menor disponibilidade hídrica, o genótipo moderno \'BRS-Primavera\' apresentou os menores valores de A, gs, Ci, E e CHF, e o genótipo tradicional \'Douradão\' os maiores valores. O Genótipo moderno \'BRS-Cirrad\' também apresentou baixos valores para essas variáveis. Os demais genótipos apresentaram comportamento semelhante. Na condição de maior disponibilidade hídrica, os genótipos modernos (\'BRS-Cirrad\', \'BRS-Curinga\' e \'BRS-Primavera\') apresentaram os maiores valores de A, gs, Ci, E e CHF. Os genótipos tradicionais apresentaram comportamento semelhante entre si. Avaliando o mesmo genótipo sob as duas condições de disponibilidade hídrica, observou-se que os genótipos modernos apresentaram grandes reduções de A, gs e E em relação aos tradicionais. Constatou-se que o ajuste da gs influenciou fortemente todas as variáveis observadas, e que a EUA não apresentou boa correlação com a taxa fotossintética. Nas curvas de luz, observou-se que os genótipos modernos apresentaram comportamento superior aos tradicionais na condição de maior disponibilidade hídrica e semelhante na menor condição, evidenciando forte efeito da gs sobre as taxas de A e E em todos genótipos. Nas curvas de CO2, foi observado que na condição de menor disponibilidade hídrica, os genótipos modernos apresentam Lm e Ls superiores e Vcmax, Jmax e gm similares aos tradicionais. Na condição de maior disponibilidade hídrica, os genótipos modernos (\'BRS-Cirrad\' e \'BRS-Curinga\') apresentaram maiores valores de Vcmax e Jmax e menores valores de Ls. Os genótipos modernos apresentam maior capacidade fotossintética na condição de maior disponibilidade hídrica, no entanto, quando submetidos à condição de menor disponibilidade apresentaram elevadas reduções em relação aos genótipos tradicionais. / The experiment was carried out at University of São Paulo, during the years 2011 and 2012, in Piracicaba, State of São Paulo. Ten contrasting genotypes were used, nine to be cultivated on uplands (two modern and seven traditional) and one (modern) for lowlands (irrigated area). The genotypes were grown in pots and kept without water restriction in the greenhouse until the issue of the flag leaf. After the flag leaf issuance, eight pots of each genotype containing one plant were kept inside of a growth chamber (phytotron) under strictly controlled climatic conditions during eight days. During this period, four pots were kept with water stress and four without. After five and six days, assimilation rate (A), stomatal conductance (gs), internal CO2 concentration (Ci), transpiration (E), water use efficiency (WUE) and relative leaf water content (RWC) were evaluated. After seven days, responsiveness curves according to light intensity changes were done, which A, gs, Ci, E and RWC were determined. After eight days, responsiveness curves according to CO2 changes were done, which stomatal (Ls) and metabolic limitation (Lm), mesophyll conductance (gm) and Rubisco activity (Vcmax and Jmax) were determined. After five and six days, it was found that, on condition of low water availability, the modern genotype \'BRS-Primavera\' showed the lowest values of A, gs, Ci, E and CHF, and \'Douradão\' (traditional genotype) the highest values. \'BRSCirrad\' (modern genotype) cultivar also showed low values for these variables. Other genotypes showed similar behavior. At condition of the greater water availability, \'BRS-Cirrad\', \'BRS-Curinga\' and \'BRS-Primavera\' (modern genotypes) showed the highest values for A, gs, Ci, E and CHF. The traditional genotypes behaved similarly to each other. Evaluating the same genotype under two water availability conditions, it was observed that modern genotypes showed large reductions of the A, gs, and E as compared to traditional. It was found that the adjustment of gs influenced strongly all observed variables, and the WUE did not show good correlation with photosynthetic rate. On the light curves, the modern genotypes presented superior performance than traditional under largest water availability and similar in lower water availability condition, showing strong effect of gs on rates of A and E in all genotypes. On the CO2 curves, under lower water availability condition, it was observed that the modern genotypes presented superior values of Lm and Ls, and similar values of Vcmax, Jmax and gm when compared to traditional genotypes. Under higher water availability, the modern genotypes (\'BRS-Cirrad\' and \'BRS-Curinga\') presented higher values of Vcmax and Jmax and lower values of Ls. The modern genotypes presented higher photosynthetic capacity under high water availability, however, when subjected to the condition of low water availability showed high reductions compared to traditional genotypes.

O arsênio (As) é um semimetal,amplamente distribuído em toda a crosta terrestre, podendo ser encontrado em formas inorgânicas: arsenato (As5+) e arsenito (As3+) e orgânicas como a arsenobetaína (AsB), dimetil-arsênio (DMA) monometil-arsênio (MMA). As formas inorgânicas de As são mais tóxicas que as orgânicas. Patologias como hipertensão, diabetes e vários tipos de câncer estão associados com a exposição ao As inorgânico. Dentre as muitas fontes de exposição a este elemento químico, o arroz (Oryza sativa L.), tem sido destacado como uma das maiores fontes de exposição em populações não expostas diretamente ao As presente na água. Neste sentido, o objetivo deste trabalho foi avaliar a bioacessibilidade in vitro do As presente no arroz e avaliar em camundongos Swiss o acúmulo do semimetal nos tecidos bem como, possíveis alterações nos parâmetros redox em fígado e músculo decorrente do consumo de arroz contendo As. Para isto, na primeira etapa do estudo, o cultivar de arroz BR IRGA 409 foi plantado e divido em 2 grupos onde o primeiro foi chamado de As (-) (sem adição de As no solo) e outro plantado em solo contaminado com As na concentração de 10 mg/Kg, chamado de As (+). Após a colheita, foi verificado que o arroz do grupo As (+) apresentava uma maior concentração de As total no grão. Foram realizados testes de bioacessibilidade que demonstraram uma alta bioacessibilidade do As presente no arroz, principalmente das formas inorgânicas. Foram preparadas duas rações com o arroz plantado para administrar em 2 grupos de camundongos Swiss. Após o tratamento crônico por 100 dias, os amimais foram eutanasiados e coletados órgãos para avaliar o acúmulo do metaloide. Os tecidos que apresentaram um maior acúmulo de As foram bexiga, pelo, rim, baço, testículo, pele e fígado. Além disso, foram realizadas biópsias de músculo e tecido permeabilizados e determinação de parâmetros redox. Não foram observados diferenças estatísticas nas respirações do músculo e fígado. No entanto, observou-se, um aumento na formação de espécies reativas de oxigênio no fígado no grupo As (+), na presença de piruvato. Também foi demonstrado que nos animais expostos a uma maior concentração de As através da dieta ocorreu alterações na atividade enzimática e aumento da peroxidação lipídica. Finalmente, os resultados deste estudo demonstraram que o As inorgânico acumulado nos grãos de arroz se apresentam bioacessiveis e após a exposição pela dieta se distribuem por vários tecidos, levando a alterações em parâmetros redox no fígado. / Arsenic (As) is a metalloid, widely distributed throughout the Earth\'s crust. Arsenic. It can be found in inorganic forms such as (As5+) and arsenite (As3+) and organic compounds such as arsenobetaine (AsB), dimethyl-arsenic (DMA) and monomethylarsenic (MMA). Inorganic forms of As are more toxic than organic forms. Pathologies such as hypertension, diabetes and various types of cancer are associated with exposure to As inorganic. Among the many sources of exposure to this chemical element, rice (Oryza sativa L.) has been reported as the major source of human exposure in populations not exposed directly to As present in the water. In this sense, the objective of this study was to evaluate the in vitro bioaccessibility of As present in rice and to evaluate in Swiss mice the accumulation of semimetal tissues as well as possible changes in the redox parameters in liver and muscle of these animals by consumption of rice containing As by diet. For this, in the first stage of the study, rice cultivar BR IRGA 409 was planted and divided into 2 groups where the first was called As (-) (without addition of As in soil) and another planted in soil contaminated with As in concentration of 10 mg / kg, called As (+). After harvest, it was verified that the rice of the group As (+) had a higher concentration of As total in the grain. Bioaccessibility tests were performed that demonstrated a high bioaccessibility of As present in rice, mainly inorganic forms. Two feed were prepared with the planted rice to be administered in 2 groups of Swiss mice. After the chronic treatment for 100 days, the animals were euthanized and organs were collected to evaluate the accumulation of the metalloid. The tissues that presented a greater accumulation of As were bladder, hair, kidney, spleen, testicle, skin and liver. In addition, permeabilized muscle and tissue biopsies were performed and redox parameters were determined. No changes were observed on muscle and liver breathings. However, there is an increase in the formation of reactive oxygen species in the liver in the As (+) group in the presence of pyruvate. It has been also demonstrated that in animals exposed to a higher concentration of As through diet there were changes in enzymatic activity and increased lipid peroxidation. Finally, the results of this study demonstrated that the As inorganic accumulated in the rice grains are bioaccessible and after dietary exposure they are distributed through several tissues, leading to changes in redox parameters in the liver.

O arroz (Oryza sativa L.) está entre as culturas mais importantes do mundo, tanto em valores de produção quanto em contribuição para a alimentação humana. A mancha parda, causada pelo fungo Bipolaris oryzae, destaca-se entre as principais doenças que afetam o arroz por reduzir a produtividade das lavouras e a qualidade dos grãos colhidos, colocando em risco a segurança alimentar de mais da metade da população mundial. O biocontrole de doenças como a mancha parda apresenta-se como uma alternativa mais sustentável em comparação ao controle químico que, por sua vez, apresenta elevados custos financeiro e ambiental. Os objetivos desse trabalho foram isolar micro-organismos antagonistas de solo com potencial de utilização no biocontrole da mancha parda, elucidar alguns dos mecanismos de ação ocorrentes no antagonismo entre os micro-organismos isolados e B. oryzae, avaliar os efeitos dos filtrados de cultivos dos micro-organismos isolados sobre o desenvolvimento do fitopatógeno e avaliar a eficácia dos micro-organismos isolados no controle da mancha parda em folhas de arroz. Dois micro-organismos antagonistas foram selecionados pela capacidade de produzirem metabólitos que inibem o crescimento de outros micro-organismos. Os antagonistas foram identificados como Paecilomyces lilacinus e Bacillus amyloliquefaciens ou B. methylotrophicus (o fragmento sequenciado de gDNA apresentou nível idêntico de similaridade para ambas as espécies), micro-organismos já utilizados na formulação de produtos biológicos para o controle de doenças de plantas. Bacillus spp. e P. lilacinus inibiram o crescimento micelial de B. oryzae em 52,5% e 37,3%, respectivamente, em ensaio de pareamento de culturas. Ambos os micro-organismos isolados foram capazes de inibir, também, o crescimento de outros importantes fitopatógenos como Magnaporthe oryzae, Sclerotinia sclerotiorum e Phytophthora infestans. Além dos metabólitos dissolvidos no meio de cultivo, foi verificada a produção de compostos orgânicos voláteis (COVs) pelos antagonistas. Bacillus spp. e P. lilacinus produziram COVs que reduziram o crescimento de B. oryzae em 19,3% e 20,6% respectivamente. Os filtrados de cultivo de Bacillus spp. e P. lilacinus apresentaram efeito fungistático sobre o desenvolvimento de B. oryzae. O filtrado da bactéria inibiu o crecimento, a esporulação e a germinação daquele patógeno em 74,7%, 94,2% e 100% respectivamente. O filtrado do fungo, por sua vez, foi capaz apenas de reduzir o crecimento micelial do patógeno (39,4%). Os metabólitos produzidos por Bacillus spp. demonstraram ser foto e termoestáveis; enquanto que os produzidos por P. lilacinus perderam sua atividade inibitória na presença de luz ultravioleta de comprimento longo. O biocontrole da mancha parda foi avaliado em segmentos de folhas de arroz tratadas, separadamente, com suspensão de células e esporos de Bacillus spp. e P. lilacinus respectivamente, e em seguida inoculadas com esporos de B. oryzae. Não houve redução da incidência e da severidade da doença através do tratamento de segmentos de folhas de arroz com suspensões de células e esporos dos antagonistas. No presente estudo, os micro-organismos antagonistas isolados de solo foram capazes de inibir in vitro o crescimento de B. oryzae e outros 3 fitopatógenos; porém, nas condições experimentais avaliadas, não foram eficazes no controle in vivo da mancha parda. / Rice (Oryza sativa L.) is one of the most important crops in the world in terms of total production and contribution to human diet. Brown spot of rice, caused by the fungus Bipolaris oryzae, is among the diseases that most affect this crop, reducing both yield and grain quality, and threatening food security for millions of people across the world. Biological control is considered a more sustainable approach to control plant diseases since pesticides application presents higher economical and environmental costs. The objectives of this study were: isolating antagonistic microorganisms from soil which show potential for use in the biocontrol of brown spot; elucidating some of the antagonistic mechanisms of the interaction among the plant pathogen and the isolated microorganisms; assessing the effect of cell-free culture filtrates from the antagonists on the development of B. oryzae; and evaluating the efficacy of the antagonistic microorganisms on the biocontrol of brown spot in rice leaves. Two microorganisms were selected because of the production of metabolites wich showed inhibitory effects on other microorganisms. The selected antagonists were identified as Bacillus amyloliquefaciens or B. methylotrophicus (gDNA sequenced fragments presented high similarity to both species), and Paecilomyces lilacinus, which are already used as commercial biocontrol products. Bacillus spp. and P. lilacinus inhibited mycelial growth of B. oryzae in 52.5 and 37.3%, respectively, in dual plate assays. Both microorganisms also inhibited mycelial growth of other important plant pathogens such as Magnaporthe oryzae, Phytophthora infestans and Sclerotinia sclerotiorum. Besides the production of metabolites dissoveld in the culture medium, the antagonism among B. oryzae and the isolated microorganisms also involves volatile organic compounds (VOCs). Bacillus spp. and P. lilacinus produced VOCs which reduced mycelial growth of that pathogen in 19.3 and 20.6% respectively. The cell-free culture filtrate from both antagonists showed fungistatic effetcs on the development of B. oryzae. The filtrate obtained from Bacillus spp. inhibited mycelial growth (74.7%), spore formation (94.2%) and germination (100%) of the plant pathogen. On the other hand, the antagonistic fungus filtrate was only effective on the reduction of the mycelial growth of B. oryzae (39.4%). While the metabolites produced by Bacillus spp. remained stable after heat and light treatments, the ones produced by P. lilacinus lost their inhibitory activity under near-ultraviolet light exposure. Brown spot biocontrol was assessed in detached rice 5-cm leaf segments treated, simultaneously, with a spore suspension of B. oryzae and cell suspension of Bacillus spp. or spore suspension of P. lilacinus. No reduction in disease incidence and severity was observed in leaves treated with the antagonists in comparison to control (water). In the present study, the antagonistic microorganisms isolated from soil inhibited in vitro the mycelial growth of B. oryzae and other three plant pathogens; however, they were not able to control brown spot in rice leaves in the experimental conditions used.

O arroz é considerado o alimento mais importante para a segurança alimentar da população, sendo cultivado em várias localidades e diferentes condições climáticas ao redor do mundo. No Brasil, a maior parte do arroz é proveniente da produção no sistema inundado. Devido ao aumento da demanda por esse alimento e aos problemas sócio-ambientais causados pelo uso excessivo da água nesse sistema de produção, tem havido o interesse de se expandir a produção de arroz para outras regiões do país. Nas regiões Centro-Oeste, Norte e Nordeste, onde o arroz é produzido principalmente no sistema de terras altas, ou seja, de sequeiro, o principal fator limitante é o déficit hídrico. A fim de se minimizar os riscos climáticos associados à cultura do arroz de terras altas e maximizar os lucros, agricultores e órgãos governamentais devem buscar estratégias para identificar as melhores épocas de semeadura. Nesse contexto, as tomadas de decisão, podem ser auxiliadas pelo uso de modelos de simulação de culturas, os quais são ferramentas muito úteis, podendo predizer a variabilidade da produtividade, auxiliando na definição das épocas preferenciais de semeadura. Com base nisso, o presente estudo teve como objetivos: 1) calibrar e avaliar o desempenho do modelo ORYZA-DSSAT para simular o desenvolvimento e a produtividade do arroz de terras altas no Estado de Goiás; 2) aplicar o modelo calibrado e testado para determinar as épocas preferenciais de semeadura, juntamente com o índice de satisfação da necessidade de água (ISNA) de todas as fases da cultura e o custo de produção, e compará-las com as épocas propostas pelo Ministério da Agricultura (MAPA), através do zoneamento de risco climático; e 3) indicar as melhores regiões do Estado de Goiás para produção do arroz de terras altas, por meio de mapas, de modo a subsidiar a recomendação de cultivares e a adoção de políticas públicas. Para a calibração do modelo foram utilizados dados de um experimento conduzido no período de 2010-2011, em Santo Antônio de Goiás, GO. Para avaliar o modelo, dados de dois experimentos independentes foram utilizados, sendo um em Santo Antônio de Goiás, GO no período de 2008-2009, e outro em Porangatu, GO, no período de 2009-2010. Já a avaliação das épocas preferenciais de semeadura empregou dados meteorológicos e dos solos de 26 localidades para séries históricas que variaram de 15 a 30 anos. A cultivar utilizada foi a BRS-Primavera, de ciclo médio. Os resultados obtidos indicaram que o modelo simulou satisfatoriamente o desenvolvimento e a produtividade do arroz de terras altas para as condições de Goiás. Foram encontradas diferenças entre as épocas preferenciais de semeadura obtidos neste estudo e as recomendadas pelo MAPA. O modelo mostrou-se eficiente em simular a produtividade potencial e atingível do arroz de terras altas em Goiás em função da variação temporal e espacial das condições climáticas, possibilitando gerar mapas para subsidiar a expansão da cultura no estado de GO, a alocação de cultivares e avaliar o risco climático de diferentes épocas de semeadura. / Rice is the most important crop for food security, growing in many locations and different climate conditions around the world. In Brazil, rice is grown mainly under flood conditions. Due the increase of rice demand and social and environmental problems caused by the excessive use of water in the flood production system, there has been interest of expanding rice production to other regions of Brazil. In these regions, where rice production system is under rainfed conditions (upland rice), the main factor limiting rice yield is the water stress. To minimize the climatic risks and maximize profits, farmers and government agencies should find out strategies to identify the best sowing dates for upland rice. In such context, the decisions can be done based on crop simulation models, which are very useful tools to predict the variability of yield, defining the best sowing dates. Based on that, the objectives of the present study were: 1) to calibrate and evaluate ORYZA-DSSAT model to estimate the development and yield of upland rice in the State of Goiás, Brazil; 2) to apply the model for determining the best sowing dates, together with the crop water requirement satisfaction index (ISNA) for all phenological phases and production costs, and to compare these dates with those recommended by the Climatic Risk Zoning of Minister of Agriculture, Livestock and Food Supply (MAPA); and 3) to determine the best regions of Goiás State to grown upland rice, thtough yield maps, in order to support the recommendation of rice cultivars and adoption of public policies. To calibrate the model, data from one field experiment carried out in Santo Antônio de Goiás, GO during 2010-2011 season was used. To evaluate the model data from two other independent field experiments were used, with the first carried out in Santo Antônio de Goiás, GO, during 2008-2009 season, and the second in Porangatu, GO, during 2009-2010 season. The upland Brazilian rice cultivar BRS-Primavera (normal season) was the one used in these experiments. The results showed that the model was able to estimate development and yield of upland rice in Goiás State. Differences were found among the best sowing dates determined by this study and those recommended by MAPA. The model ORYZA-DSSAT was efficient for simulating the upland rice potential and attainable upland rice yields in the state of Goiás, in function of temporal and spatial climate variability, making possible to generate maps to subsidize the crop expansion in the state, to allocate the best cultivars to each region and to evaluate the climatic risk of the different sowing dates.