The vinasse of potato (Solanum tuberosum L.) has been used in an empirical way for the treatment of seeds and fertilization of different plant species in Silveira Martins, RS, Brazil. However, no information is available on its efficiency uses. The aim of the present work was to evaluate the capacity of the potato vinasse to modify the physiological quality of beans, soybeans and rice seeds. Bifatorial experiments were arranged in completely randomized and randomized blocks, each with four replicates in beans, soybeans and rice. The treatments consisted of two lots of seeds and nine concentrations of potato vinasse. The seeds were submerged in solutions of different concentrations of vinasse potato for one hour. Then, in the laboratory tests of germination, first count germination, growth and seedling dry matter biomass were carried out. The same treatments were used to evaluate the behavior of species by means of field emergence and seedling dry mass emerged. Along with the field test, we also quantified the degree of seedling development using a scale. To verify the presence of auxin, we conducted the biotest in petioles of beans. The results showed that treatment with different concentrations of vinasse potato causes physiological changes in seeds of beans, soybeans and rice observed through the expression of germination and seed vigor. Beans and soybeans have a higher number of normal seedlings in the evaluation of the first count of germination for seeds treated with concentrations of up to 20% vinasse. Concentrations above 20% do not favor germination and vigor expressions for all species. Soybean seedlings show greater length when they are originated from seeds treated with concentrations of up to 20% of potato vinasse. The concentration of 100% of vinasse potato causes a reduction in the angle formed by the petioles of beans from 180 min of immersion, which indicates the presence of auxin in this substance. / A vinhaça de batata (Solanum tuberosum L.) tem sido utilizada, de forma empírica, para tratamento de sementes e fertilização de plantas de várias espécies, na região de Silveira Martins, RS. Entretanto, não há informações disponíveis sobre a eficiência de sua utilização. Com o propósito de investigar a capacidade da vinhaça de batata produzir efeito sobre a qualidade fisiológica de sementes, foram organizados experimentos bifatoriais sob delineamento inteiramente casualizado e blocos ao acaso, todos em quatro repetições, para feijão, soja e arroz, separadamente. Os tratamentos consistiram na combinação de dois lotes de sementes e nove concentrações de vinhaça de batata. As sementes foram submersas nas soluções de diferentes concentrações de vinhaça de batata, por um período de uma hora. Em seguida, no laboratório, foram conduzidos os testes de germinação, primeira contagem de germinação, crescimento e massa seca de plântulas. Os mesmos tratamentos foram utilizados para avaliar o comportamento das espécies por meio do teste de emergência em campo e da massa seca das plântulas emersas. Junto ao teste de campo, também foi quantificado o grau de desenvolvimento das plântulas por meio de uma escala. Para verificar a presença de auxinas, conduziu-se o bioteste de pecíolos em feijão. Os resultados mostraram que os tratamentos com as diferentes concentrações de vinhaça de batata provocam modificações no potencial fisiológico das sementes de feijão, soja e arroz, observadas por meio das expressões de germinação e vigor das sementes. O feijão e a soja apresentam maior número de plântulas normais na avaliação da primeira contagem da germinação, para sementes tratadas com as concentrações de até 20% de vinhaça. As concentrações superiores a 20% desfavorecem as expressões de germinação e vigor, para todas as espécies. As plântulas de soja apresentam maior comprimento total quando são originadas de sementes tratadas com as concentrações de até 20% de vinhaça de batata. A concentração 100% de vinhaça de batata promove redução no ângulo formado pelos pecíolos do feijão, a partir de 180 minutos de imersão, fato que indica a presença de auxina nessa substância.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Rice (Oryza sativa L.) is considered the staple food for about 2.4 billion people, is the product of greater economic importance in many developing countries. Water management is one of the most important in Rice yield factors. In the pre-germinated cultivation as in other systems of cropping system, the blade height of water emerges as an issue to be resolved if this influences yield components of rice. In this sense, the objective of this study is to evaluate the influence of blade height of water in the performance of two cultivars in different planting densities in pre-germinated cultivation in the Fourth Cologne / RS system region. The experimental design was a randomized block design in a factorial model with subdivided in space, consisting of the four treatments in plots heights of water level (1, 6, 11 and 16 cm) and 2 cultivars IRGA 425 and IRGA 428, subplots and three seeding (80, 120 and 160 kg.ha-1). The results show that there is the influence of the height of the water depth and seeding rate on yield components of cultivar IRGA 425. The grain yields, IRGA 425 and IRGA 428 answered the influence of blade height of water and seeding rate. Yielded the best results in IRGA 425 in blade height of 6 cm water and seeding rate of 80 kg.ha-1, and IRGA 428 in blade height of 11 cm water and sowing density of 80 kg.ha-1. / O arroz (Oryza sativa L.) é considerado o alimento básico para cerca de 2,4 bilhões de pessoas, sendo o produto de maior importância econômica em muitos países em desenvolvimento. O manejo da água é um dos fatores de maior importância na produtividade do arroz irrigado. No sistema de cultivo pré-germinado como nos demais sistemas de cultivo, a altura lâmina da água surge como uma questão a ser resolvida, se esta exerce influência nos componentes de produção do arroz irrigado. Neste sentido o objetivo deste trabalho é avaliar a influência da altura da lâmina de água sob o desempenho de duas cultivares em densidades de semeadura diferentes, no sistema de cultivo pré-germinado na região da Quarta Colônia/RS. O delineamento experimental utilizado foi blocos ao acaso, em esquema bifatorial com parcela subdividida no espaço, constituídos pelos tratamentos nas parcelas de quatro alturas de lâmina de água (1, 6, 11 e 16 cm) e 2 cultivares a IRGA 425 e IRGA 428, e nas subparcelas três densidades de semeadura (80, 120 e 160 kg/ha). Os resultados apresentados demonstram que existe a influência da altura de lâmina de água e a densidade de semeadura nos componentes de produção da cultivar IRGA 425. A produtividade das cultivares, IRGA 425 e IRGA 428 responderam a influência da altura de lâmina de água e densidade de semeadura. Obtiveram-se os melhores resultados na cultivar IRGA 425 na altura de lâmina de água de 6 cm e densidade de semeadura de 80 kg.ha-1, e na cultivar IRGA 428 na altura de lâmina de água de 11 cm e densidade de semeadura de 80 kg.ha-1.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Obtain rice seeds with high quality are necessary to make the harvest close to physiologic maturity, when the seeds showed high moisture. Then, drying process is considered necessary, nevertheless the drying temperatures are able to influence the seed quality. The work had the aim of studying the temperature effect on physic and physiologic quality and chemistry composition of rice seeds. Were used seeds from cultivar IRGA 417 and IRGA 420, which were harvest with moisture of 23.3 and 24.6 respectivament. Were created four lots to each cultivar (5kg) that were drying by stationary method, with one of these temperatures: 32, 38, 44 and 500C. After each drying treatment was studied the physic quality by moisture content and fissuring percentage. Physiological quality was measured by germination test, first counting, electrical conductivity, accelerated ageing, cold test, length and dry mass of seedlings. The chemistry composition was determinate by dry mass, protein, fiber and etereo extract of seeds. The evaluations were making in two moments: after drying, and six month later, after storage under no controlled environmental conditions, in Santa Maria city-RS. Statistics analyses of the results were made through completely randomized experiment, with four repetitions in factorial scheme (2 cultivars x 4 temperatures). The averages were compared with Tukey test with five percent of error probability, with application of polynomial regression when necessary. The drying temperatures, as well evaluations moments showed effect on seeds quality. With the increase of drying temperatures during stationary drying from 32 to 500C, produce an increase of the fissuring percentage of the rice seeds. The storage period of six month under no controlled environmental conditions produce decreasing on physiological quality of rice seeds. The temperature of 380C during the stationary drying permit the seeds quality expression, while the temperature of 500C decreases the seeds physiologic potential. / Para obtenção de sementes de arroz de alta qualidade, a colheita deve ser realizada próximo da maturidade fisiológica, com altos teores de água. Nesta situação, a operação de secagem é indispensável, porém, em função das temperaturas utilizadas, pode afetar a qualidade das sementes produzidas. O presente trabalho teve por objetivo estudar o efeito de diferentes temperaturas na secagem estacionária sobre a qualidade física e fisiológica, bem como na composição química das sementes de arroz irrigado. Utilizaram-se sementes das cultivares IRGA 417 e IRGA 420, que foram colhidas com 23,3 e 24,6% de umidade. Formaram-se quatro lotes de cada cultivar (5kg), os quais foram secados pelo método estacionário, utilizando-se uma das seguintes temperaturas: 32, 38, 44 e 50°C. Após os tratamentos de secagem avaliou-se a qualidade física das sementes através do teor de água e da percentagem de fissuras. A qualidade fisiológica foi determinada através dos testes de germinação, primeira contagem, condutividade elétrica, envelhecimento acelerado, teste de frio, comprimento e massa seca de plântula. A composição química das sementes foi estudada através da determinação da massa seca, proteína bruta, fibra bruta e extrato etéreo das sementes. As avaliações foram efetuadas em dois momentos: após a secagem e depois de seis meses de armazenamento em ambiente não controlado, no município de Santa Maria-RS. Para a análise estatística dos resultados, utilizou-se o delineamento experimental inteiramente casualizado, com quatro repetições, em arranjo fatorial (2 cultivares x 4 temperaturas). A comparação das médias foi efetuada pelo teste de Tukey, em nível de 5% de probabilidade, com aplicação complementar de regressão polinomial. As temperaturas de secagem, assim como as épocas de avaliações afetaram a qualidade das sementes. O aumento da temperatura na secagem estacionária, na faixa de 32 a 50°C, aumenta a percentagem de fissuras nas sementes de arroz irrigado. O período de armazenamento de seis meses, sem controle das condições ambientais reduz a qualidade fisiológica das sementes de arroz. A temperatura de 38°C, na secagem estacionária permite a expressão da qualidade das sementes, enquanto a temperatura de 50°C reduz o potencial fisiológico das mesmas.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Climate change projections indicate that current atmospheric CO2 concentrations (380 ppmv) will double by the end of this century, which may lead to an increase in crop yield due to an increase in photosynthesis. However, as a negative consequence of higher CO2 concentration, an increase in atmosphere greenhouse effect and consequent increase in air temperature is expected during the next 100 years, which might offset the positive effects of increasing CO2 on crops. Despite the importance of rice crop in Rio Grande do Sul and in Brazil, there is no report in the literature on the impact of climate change on grain yield for Brazilian genotype and conditions. Thus, the objective of this dissertation was to simulate and evaluate the impact of elevated atmospheric CO2 concentration and temperature increase of +1°C, +2°C, +3°C, +4°C and +5°C. Rice grain yield was simulated with the InfoCrop model. Simulations were performed considering three moderns rice cultivars (IRGA 421, IRGA 417 and EPAGRI 109) and seven sowing dates spaced monthly from 20 July to 20 January. A greater rice grain yield was obtained in the climate change scenarios for the three cultivars, with higher increase for the very early cultivar (IRGA 421) and lower increase for the late cultivar (EPAGRI 109). If global warming takes place, currently sowing period for irrigated rice it may be enlarged. / Projeções sobre possíveis mudanças climáticas indicam que a concentração atual de CO2 (380 ppmv) na atmosfera terrestre deverá dobrar até o final deste século, o que pode acarretar em um aumento no rendimento das culturas agrícolas pelo incremento na fotossíntese. Porém, como conseqüência negativa do aumento da concentração de CO2, é esperado um aumento do efeito estufa da atmosfera e, consequentemente, na temperatura do ar nos próximos 100 anos, o que poderia anular os efeitos positivos do aumento da concentração de CO2 nas culturas agrícolas. Apesar da importância da cultura do arroz irrigado no Rio Grande do Sul e no Brasil, não foi encontrado na bibliografia nenhum trabalho que avaliasse o impacto da mudança climática no rendimento de grãos para as condições e genótipos brasileiros. Assim, esta dissertação teve como objetivo simular e avaliar o impacto de cenários climáticos de aumento da concentração de CO2 na atmosfera e aumento da temperatura do ar sobre o rendimento de grãos de arroz irrigado em Santa Maria, RS. Foram utilizados cenários sintéticos de mudança climática com 100 anos, considerando-se o dobro da quantidade de CO2 e aumentos de temperatura do ar de +1°C, +2°C, +3°C, +4°C e +5°C. O rendimento de grãos da cultura do arroz foi simulado com o modelo InfoCrop. As simulações foram realizadas considerando um intervalo de 100 anos para três cultivares modernas de arroz (IRGA 421, IRGA 417 e EPAGRI 109) em sete datas de semeadura, com intervalos mensais, de 20 de Julho até 20 de Janeiro. O rendimento de grãos de arroz irrigado aumentou nos cenários de mudança climática para as três cultivares com maior incremento na cultivar superprecoce (IRGA 421) e menor na cultivar de ciclo longo (EPAGRI 109). Se o aquecimento global se confirmar, o período de semeadura recomendado atualmente para cultivares de arroz irrigado deverá ser ampliado.

Fundação de Amparo a Pesquisa no Estado do Rio Grande do Sul / Rice is the main source of inorganic arsenic (Asi), a carcinogenic substance, in the human diet. In this sense, there is great interest in reducing the accumulation of As in rice grains. To achive this, field management / rice processing and study of different cultivars have been explored. Globally, many countries that consume rice don t produce it, or even specifics regions of a producer country. As to maintain the rice consumption these regions have to import rice, the identifycation of regions with low As is an important option to ensure food security for the consumers. However, the location of As free areas seems to be an incomplete solution; as there is a large demand for rice and the already considerable number of areas described as contaminated. Thus, it is necessary to use a set of information able to describe As levels in different areas, comparing cultivars, including specific mechanisms of tolerance and low translocation, besides the description of side effects such as levels of other minerals present in the grain and effect of soil management on grain quality. Given the above, this study aimed to evaluate commercial samples of rice in Latin America, as well as samples collected in the field under different managements of water, fertilizer and land use; in addition it was used short-term experiments in greenhouse were performed to evaluate morphophysiological parameters in different cultivars. There is a large discrepancy regarding As concentration among the different regions tested. Although the genetic factor (cultivar) has an effect on As concentration in grain, environmental and management factors are decisive. Apparently the cultivar BR-IRGA 409 presents a large susceptibility to As, also presenting a lower translocation to grains while cultivars described as tolerant had a higher accumulation of this element. The phosphorus use efficiency and the concentration of non-protein thiols appear to be related to tolerance, being highly pronounced in tolerant cultivars. Finally, As has a high potential to genotoxic and oxidative stress, and the main abnormality observed was the presence of micro-nuclei. / O arroz é a principal fonte de arsênio inorgânico (Asi), uma substância cancerígena, na dieta humana. Neste sentido, existe um grande interesse em reduzir o acúmulo do mesmo em grãos. Para tal, a gestão a campo, criação/modificação no processamento de arroz e estudo com diferentes cultivares vêm sendo explorados. A nível global, muitos países que consomem arroz não produzem o mesmo, ou mesmo regiões dentro de um país produtor. Visto que para manter o consumo tais regiões importam arroz, a identificação de regiões com baixa concentração de As é uma importante opção para a salubridade dos consumidores. Entretanto, a localização de pequenas áreas livres ou com baixas concentrações de As não parece ser a solução completa para a contaminação observada em alimentos; visto a grande demanda de arroz e o número já considerável de áreas descritas como contaminadas. Desta forma, faz-se necessário o uso conjunto de informações como a descrição dos níveis de As em diferentes áreas, comparação entre cultivares, incluindo mecanismos específicos de tolerância e baixa translocação, além da descrição de efeitos secundários como nível dos demais minerais presentes no grão e efeito do manejo da cultura na qualidade de grãos. Visto o exposto, o presente estudo teve por objetivos avaliar amostras comerciais de arroz da América Latina, bem como amostras coletadas a campo sob diferentes manejos de água, fertilizantes e uso do solo; além de utilizar experimentos de curta duração em casa de vegetação para avaliar parâmetros morfofisiológicos em diferentes cultivares. Existe uma grande discrepância na concentração de As nas diferentes regiões testadas. Embora o fator genético (cultivar) tenha efeito sobre a concentração de As em grãos, os fatores ambiente e manejo são determinantes. Aparentemente, a cultivar BR-IRGA 409 apresenta uma maior suscetibilidade ao As, apresentando também uma menor translocação para os grãos, enquanto que cultivares com comportamentos tolerantes apresentaram um maior acúmulo deste elemento. A eficiência de uso de fósforo e a concentração de tióis não proteicos parecem estar relacionadas à tolerância ao As, sendo altamente pronunciadas em cultivares tolerantes. Finalmente, o As apresenta alto potencial genotóxico e oxidativo, sendo a principal anormalia observada a presença de micro-núcleos.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Several agrochemicals are used for rice production in Brazil; depending on their persistence and toxicity, these substances may cause damage to non-target species and also contaminate water systems. Paddy rice fields are important elements of the landscape in Rio Grande do Sul, potentially helping to sustain regional biodiversity of several invertebrate and vertebrate animal species. Phytoplankton communities are primary producers and the base of most food chains, also working as biological filters in the depuration of water systems. The experiments reported here aimed to verify if the herbicide mix imazapyr+imazapic (Kifix®) and also the isolate components imazapyr and imazapic affect the composition and structure of the phytoplankton community in paddy rice fields, when directly added to the water. The experiment was carried out in the municipality of São Sepé, in the central region of Rio Grande do Sul, Brazil, in the crop year 2011/2012. A randomized block design was used in the experiment (5 x 3) with four repetitions. Principal Response Curve analyses of the data obtained demonstrated that both imazapyr and imazapic may have effects over the composition and abundance of phytoplankton in paddy rice fields. The greatest effects were found on three different taxonomical classes of organisms: Cyanophyceae (cyanobacteria), Chlamydophyceae (unicellular flagellates) and Chlorophyceae (green algae). Moreover, the experimental treatments with herbicide additions resembled the control in the last sampling date, indicating that the substances have a greater toxic effect in the first few days after addition. / A produção de arroz no Brasil utiliza diversos agroquímicos que, dependendo de sua persistência e toxicidade para espécies não-alvo podem contaminar ambientes aquáticos. Lavouras de arroz são parte importante das paisagens do Rio Grande do Sul; são locais de potencial para ajudar a sustentar a biodiversidade regional de muitos invertebrados e vertebrados. O fitoplâncton como produtor primário é a base da cadeia alimentar e desempenha papel de filtro biológico, atuando como estações de tratamento da água nesses ambientes. Objetiva-se com esse trabalho verificar se a mistura herbicida imazapir+imazapique (Kifix®) e os compostos isolados, imazapir e imazapique, alteram a composição e densidade da comunidade fitoplanctônica em lavoura de arroz irrigado, considerando a adição direta dos contaminantes nas parcelas. O experimento foi realizado no município de São Sepé, Depressão Central do Rio Grande do Sul na safra agrícola de 2011/12. O delineamento experimental foi de blocos ao acaso em esquema fatorial (5 x 3) e quatro repetições. Os resultados obtidos pela Curva de Resposta Principal (PRC) demonstraram que os herbicidas imazapir e imazapique usados em lavouras de arroz podem ter efeito sobre a abundância e composição do fitoplâncton. Os maiores efeitos dos herbicidas foram encontrados sobre as populações pertencentes às classes Cyanophyceae, Chlamydophyceae e Chlorophyceae. Além do mais, os tratamentos com herbicidas assemelharam-se ao controle na última coleta constatando que os herbicidas são mais tóxicos nos primeiros dias após a aplicação dos agroquímicos.

Oxyreduction reactions resulting from the soil flood promote lighest availability of nutrients from fertilizer application, soil solution. Although the management of drainage, necessary to improve plant establishment contributes to the loss of fertility in these agroecosystems, events such as leaching, runoff and leakage of water from the blocks with the rains keep this ecosystem enriched and pro- development of phytoplankton. Euglenoids and cyanobacteria are favored by these conditions to grow excessively (blooms) and causing environmental impacts that are applicable to the water bodies receiving drainage waters. Moreover, many of cyanobacteria that develop in these environments also contribute to the maintenance of soil fertility. Within this context, with this work, to characterize populations of heterocytous cyanobacterias that contribute to soil fertility and euglenas red blooms forming in agroecosystem of flooded rice. To achieve these objectives, samples of water and soil in three experimental blocks of rice, and conducted two separate studies: culture, isolation and morfomolecular characterization of heterocytous cyanobacteria and cultivation, morphological characterization, monitoring on site and location of blooms cysts of resistance in the soil, forming euglenas pigmented red blooms. Morphological analysis allowed the characterization of four genera of heterocytous cyanobacteria that contribute to soil fertility: Nostoc, Anabaena, Cilindrospermum and Calotrix. Sequencing of 16S RNA gene was only positive for a strain of the genus Nostoc (Nostoc linckia) which, by phylogenetic analysis showed to be a lineage close to Nostoc sp. TH1S01 e Nostoc piscinale. The results obtained in experiments that were aimed at location of the cysts of resistance suggested that such cysts are found at a depth 0-5 cm of soil, however, focuses more on the surface. For euglenoids there was no evidence of the location of the cysts of resistance even at the surface. Monitoring the appearance of blooms of red euglenas shows that the absence of turbulence in water depths, influenced by wind velocity, and water temperature, influenced by atmospheric temperature and solar radiation are key factors for development. It follows from this work, the dynamics of both populations of cyanobacteria as euglenoids in crop irrigated rice is controlled by many biotic and abiotic making knowledge of their diversity and behavior, in practice very difficult having to therefore, the need to employ different methodologies and continuous monitoring and prolonged. It follows further that the use of in vitro culture, while contributing to the research morfomoleculares, promotes populations changes and further complicates the charactrization of the species. / As reações de oxiredução decorrentes da inundação em lavoura de arroz irrigado promovem uma maior disponibilidade de nutrientes, oriundos da aplicação de fertilizantes, na solução do solo. Embora o manejo de drenagem inicial, necessário para o melhor estabelecimento das plântulas, contribua para a perda de fertilidade nesses agroecossistemas, eventos como a lixiviação, o escorrimento superficial e o extravasamento de água das quadras com as chuvas mantêm esse tipo de ecossistema enriquecido e favorável ao desenvolvimento do fitoplâncton. O campo de arroz irrigado é um ambiente aquático temporário sujeito a grandes variações quanto a isolação, temperatura, pH, concentração do oxigênio dissolvido e estado nutricional devido a perturbações freqüentes através de práticas como o uso de agrotóxicos (WHATANABE e ROGER, 1985). Cianobactérias e euglenofíceas são favorecidas por essas condições crescendo excessivamente (florações) e causando impactos ambientais que são extensivos aos corpos d`água receptores das águas de drenagem. Por outro lado, muitas das cianobactérias que se desenvolvem nesses ambientes também contribuem para a manutenção da fertilidade do solo. Nesse contexto, objetivou-se com esse trabalho, caracterizar populações de cianobactérias heterocitadas que contribuem para a fertilidade do solo e euglenas vermelhas formadoras de florações em agroecossistema de arroz irrigado por inundação. Para atingir esses objetivos, foram coletadas amostras de água e solo em três quadras experimentais de arroz irrigado e conduzido dois estudos distintos: cultivo, isolamento e caracterização morfomolecular de cianobactérias heterocitadas e cultivo, caracterização morfológica, monitoramento in loco das florações e localização dos cistos de resistência no solo, de euglenas pigmentadas formadoras de florações vermelhas. A análise morfológica permitiu a caracterização de quatro gêneros de cianobactérias heterocitadas que contribuem para a fertilidade do solo: Nostoc, Anabaena, Cilindrospermum e Calotrix. O sequenciamento da região 16S do rDNA foi positivo apenas para uma linhagem do gênero Nostoc (Nostoc linckia) que, pela análise filogenética, está no mesmo grupo de Nostoc TH1S01 e Nostoc piscinale. Os resultados obtidos nos experimentos que visaram a localização dos cistos de resistência evidenciaram que estes se encontram numa profundidade de 0 a 5 cm do solo, porém, concentrando-se mais na superfíce. Para as euglenofíceas não houve comprovação da localização dos cistos de resistência nem mesmo na superfície. O monitoramento do surgimento das florações de euglenas vermelhas mostra que a ausência de turbulência na lâmina d`água, influenciada pela velocidade dos ventos, e a temperatura da água, influenciada pela temperatura atmosférica e radiação solar, são fatores-chave para o desenvolvimento. Conclui-se que a dinâmica das populações tanto de cianobactérias como de euglenofíceas em lavoura de arroz irrigado por inundação é comandada por muitos fatores bióticos e abióticos os quais tornam o conhecimento da sua diversidade e comportamento, na prática, muito difícil havendo, para tal, a necessidade de se empregar metodologias variadas e monitoramento continuo e prolongado. Conclui-se, ainda, que o emprego de cultivo in vitro permite a investigação morfomofológica, promove alterações das populações e dificultam ainda mais a identificação das espécies.

Les inflorescences de riz sont sensibles au froid et à la chaleur ce qui se traduit par une stérilité des épillets à floraison. Ce n'est cependant pas directement la température de l'air qui est en cause mais la température des tissus à des stades de développement précis. Les stratégies pour faire face au stress thermique sont : 1) la tolérance physiologique d'une variété particulière; 2) l'échappement temporel au stress par l'ajustement de la phénologie et de l'heure de l'anthèse (TOA); 3) l'évitement du stress par le microclimat généré par la culture. Cette thèse a pour but de caractériser l'effet des composantes climatiques sur 2) et 3), et pour ce, le même essai a été mené au champ sur quatre variétés de riz irrigué cultivées dans quatre environnements climatiques contrastés (Philippines, 2 saisons aux Sénégal, France). Bien que peu de différences variétales aient été observées au sein de chaque site, il existe une grande variabilité de l'heure de l'anthèse et de la différence de température (TD) entre panicule (Tp) et air (Tair) en réponse à l'environnement. La durée de l'anthèse est stable et limitée à environ 2 heures par jour, alors que l'heure de l'anthèse varie de 3.4 à 6.75 heure solaire. Au moment de l'anthèse, TD observée varie entre +2 et -9.5°C. TOA et TD sont principalement caractérisés par Tair et VPD (Vapour Pressure Deficit) observés antérieurement (TOA) ou pendant (TD) l'anthèse. De plus, il existe une corrélation significative entre la stérilité (chaud ou froid) observée à maturité et Tp aux stades sensibles. Ces résultats montrent qu'en termes de risque de stérilité paniculaire pour le riz irrigué à floraison, un climat moyennement chaud et humide est plus dangereux qu'un climat très chaud mais sec car un fort VPD favorise la transpiration de la canopée et des panicules. TOA et TD ont ensuite été intégrés au modèle de culture RIDEV V.2 (qui prédit la stérilité) et les simulations de TD ont été comparées aux résultats d'un autre modèle de Tp (IM2PACT) développé indépendamment au Japon. Ces deux modèles s'avèrent robustes, et de futures collaborations mèneront à une validation complète de chaque modèle voire une intégration de ceux-ci à un nouvel outil en vues d'étudier l'impact des changements climatiques sur les cultures.Les résultats de cette étude permettront dans un futur proche 1) d'aider les sélectionneurs en apportant de nouveaux traits d'intérêts, et 2) de définir un zonage des territoires à haut risque de stress thermique pour le riz irrigué, pour des scénarios climatiques actuels et anticipés. Des études complémentaires seront nécessaires pour permettre l'application de cette approche aux systèmes non irrigués. / At the reproductive stage, rice spikelets are sensitive to cold and to heat which can lead to spikelet sterility. However, it is not the air temperature but the temperature of the sensitive organ itself during some specific sensitive stages that is involved. There are three different strategies to cope with thermal stress: 1) physiological tolerance of a particular variety; 2) temporal escape of the stress thanks to phenology and time of day of anthesis (TOA) adjustments; 3) stress avoidance through microclimate generated by crop architecture and transpiration. This PhD aims to characterize the effect of environment on 2) and 3) and to attain this goal, the same experiment was conducted with four rice varieties irrigated and grown in four different climatic environments (Philippines, Senegal two seasons, France). Even though few varietal differences were observed within a site, a great variability of TOA and difference of temperature (TD) between panicle (Tp) and air (Tair) exists in response to the environment. Anthesis duration is stable and limited to 2 hours per day, whereas time of onset of anthesis varied between 3.4 to 6.75 hours after sunrise. During anthesis, observed TD varied between +2.5 and -9.5°C. TOA and TD are mostly explained with Tair and VPD (Vapour Pressure Deficit) observed before (TOA) or during (TD) anthesis. A significant correlation between spikelet sterility (due to cold or heat) and Tp at sensitive stages was established across sites and varieties. Those results showed that for irrigated rice, humid and moderately hot environments are more subject to heat stress sterility than very hot but dry environments, because panicle and canopy transpiration are favored by high VPD. Ultimately, RIDEV V.2 crop model (predicting spikelet sterility) was developed to integrate the previous results and Tp simulations were compared to another Tp model (IM2PACT) simulations, developed independently with a different approach in Japan. Those two models are robust and future collaborations will lead to complete model validations and maybe integration in a new modeling tool to answer the need in evaluating the impact of different climate change scenarios and the adaptation of crop response to those changes.In a short term, the results of this study will enable to 1) help breeders providing them new interest traits for thermal tolerance, and 2) define geographic zoning for high heat stress risk for irrigated rice, for present and future climate change scenarios. Complementary studies are needed to apply this approach to non irrigated system.

Rice (Oryza sativa) is the staple food for more than 3.5 billion people worldwide. As the population continues to grow, rice yield will need to increase by 1% every year for the next 30 years to keep up with the growth. In the US, Arkansas accounts for more than 50% of rice production. Over the last 68 years, rice production has continued to grow in Mississippi, placing it in fourth place after Arkansas, Louisiana, and California. Due to increasing rice acreage, regionally and worldwide, the need to develop abiotic stress-tolerant rice has increased. Unfortunately, current rice breeding programs lack genetic diversity, and many traits have been lost through the domestication of cultivated rice. Currently, stressors stemming from the continued effects of climate change continue to impact rice. To counteract the impacts of climate change, research has shifted to evaluating wild and weedy relatives of rice to improve breeding techniques. Weedy rice (Oryza sativa ssp.) is a genetically similar, noxious weed in rice with increased competitive ability. Studies have demonstrated that weedy rice has increased genetic variability and inherent tolerance to abiotic stressors. The aims of this study were to 1) screen a weedy rice mini-germplasm for tolerance to cold, heat, and complete submergence-stress, 2) utilize simple sequence repeat (SSR) markers and single nucleotide polymorphisms to evaluate the genetic diversity of the weedy rice population, and 3) use genome-wide association (GWAS) to identify SNPs associated with candidate genes within the population.

Meloidogyne graminicola est un nématode à galle du genre Meloidogyne spp. (RKN) qui est prépondérant dans les rizières d’Asie du Sud-Est et qui provoque des pertes significatives chez le riz. Malgré son impact négatif sur le rendement, les moyens de control et les méthodes d’identification de cette espèce sont encore limités. Dans cette étude, nous avons évalué l'incidence et la prévalence des RKN dans les rizières du Cambodge, du Laos et du Vietnam grâce à des marqueurs moléculaires développés dans cette étude. Nous avons de plus évalué, sur une séquence de deux ans, les effets de l'Agriculture de conservation (CA) sur la présence et la dynamique des nématodes parasites des racines (RPN) du riz, en relations avec le rendement et la qualité du sol, dans un champ d’expérimentation sableux de bas fond au Cambodge. Nous avons parallèlement évalué la susceptibilité à M. graminicola de 13 plantes adventices couramment utilisées en CA, ainsi que celle de trois variétés de riz, et identifié des plantes réservoir poussant dans les rizières Cambodgiennes. Dans une autre partie, nous avons validé des marqueurs intraspécifiques pour M. graminicola et étudié sa diversité génétique en Asie du Sud-Est. Par des approches de génomique comparative nous avons discuté des relations évolutives qu’il y aurait pu potentiellement y avoir entre M. graminicola et les espèces génétiquement proches. / The rice Root-knot nematode (RKN), Meloidogyne graminicola, reduces significantly rice yield in Southeast (SE) Asia and is prevalent in rice fields in this region. Despite its negative impact on yields, suitable methods of controls and current molecular markers used for M. graminicola identification are still limited. In this study, we evaluated the current occurrence of RKN in rice fields of Cambodia, Laos and Vietnam, and identified those RKN species using molecular markers developed in this study. We then evaluated, during two years sequences, the effects of the Conservation agriculture (CA) on the occurrence and dynamics of root-parasitic nematodes (RPN) of rice, in relation with yields and soil nutrients, in a lowland-sandy field in Cambodia. Host response to M. graminicola of 13 selected cover crops commonly used in CA, of three rice cultivars as well as rice weeds as reservoirs for M. graminicola, were evaluated. Furthermore, we validated intraspecific markers for M. graminicola, studied its genetic diversity in SE Asia, and discussed the potential evolutionary relations of Meloidogyne species using comparative genomics approaches.