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.

Foram analisadas amostras de farelo de arroz fornecidas pela EMBRAPA e Agroindústrias, provenientes de sistemas de terras altas e irrigado, submetidas a diferentes técnicas de estabilização. A avaliação da variação dos teores de nutrientes, relacionados a composição centesimal, minerais, ácidos graxos e amilose, teve como objetivo contribuir com dados que permitam a caracterização da qualidade do produto e por conseqüência o melhor aproveitamento do farelo de arroz para o consumo humano. Os resultados obtidos mostraram que a origem e as diferentes técnicas de estabilização influem na composição das amostras, sendo que o farelo obtido do arroz de terras altas apresentou maiores teores de lipídeos, proteínas e ácidos graxos, enquanto aquele do arroz irrigado mostrou-se com os maiores teores de minerais e fibras. Os métodos de estabilização empregados foram os definidos como caseiros (torração em forno de microondas e fogão) e os tratamentos industriais de estabilização direta (extrusão termoplástica) ou indireta (proveniente do beneficiamento do arroz, após a parboilização). Entre as técnicas de estabilização, a realizada em fogão mostrou-se a mais adequada, enquanto a parboilização permitiu a valorização da composição nutricional. / Samples of rice bran from low land and upland systems, provided by EMBRAPA and several rice industries, and submitted to different stabilization techniques, were analyzed. The evaluations of variations in nutrient contents related to the centesimal composition, minerals, fatty acids and amylose had the objective of contributing to data that allow a better characterisation of the product quality and consequently a better utilization of rice bran for human consumption. The obtained results show that the origin and different stabilization techniques influence the composition of the samples. Production system for upland rice released a rice bran with higher contents of lipids, proteins and fatty acids, while irrigated rice bran contained more minerals and dietary fibres. The employed stabilization methods were those defined as homemade (toasted in a microwave oven or cooker) and industrial treatments such as direct (thermoplastic extrusion) or indirect stabilization (based on rice milling after parboiling). Within the stabilization methods, the toasting with a cooker was the most adequate, while parboilization allowed a valorization of the nutritional composition of rice bran.

O conhecimento da diversidade genética e da estrutura populacional das variedades mantidas em bancos de germoplasma é de fundamental importância para sua efetiva utilização em programas de melhoramento. O mapeamento por associação, também conhecido como mapeamento por desequilíbrio de ligação, é um dos principais métodos para relacionar genes e alelos às características de interesse, através da co-segregação de marcadores genéticos polimórficos com os genes envolvidos na variação das características em estudo. O Banco de Germoplasma de Arroz do Departamento de Genética da ESALQ contém 192 acessos japoneses que foram estudados com o objetivo de entender sua diversidade, estruturação genética e determinar a associação genômica de caracteres agronômicos relacionados a produção de grãos. A caracterização molecular foi conduzida através da tecnologia DArT-seq, que gerou dados de marcadores SNPs (single-nucleotide polymorphism) e silico DArTs. Em seguida, após a filtragem, 5.578 SNPs de alta qualidade foram utilizados para calcular as estimativas de diversidade no pacote hierfstat e a estrutura do painel de acessos através da análise discriminante de componentes principais (DAPC), que consiste em determinar existência de cluster em um grupo de genótipos em que não há informação a priori sobre existência de grupos. A diversidade genética nos acessos foi evidenciada pelo valor de heterozigosidade esperada (HS) (0,0279) e a estruturação foi evidenciada pela formação de três subgrupos. O mapeamento associativo foi realizado com o uso do pacote GAPIT, sendo considerados seis caracteres: número de dias para florescimento (NDF), estatura de planta (EP), comprimento da panícula (CP), peso de parcela (PP), massa de mil grãos (MMG) e CICLO, bem como 24.266 marcadores silico DArTs e 1.965 marcadores SNPs. Foram detectadas um total de 113 associações significativas genótipo-fenótipo (P<0,001) quando utilizado marcadores silico DArTs em todas as seis características analisadas e, um total de 21 associações significativas genótipo-fenótipo (P<0,001) quando utilizado marcadores SNPs para apenas quatro das seis características analisadas: EP, CICLO, MMG e PP. Considerando-se os 113 silico DArTs associados significativamente na análise, 90 foram localizados em regiões intergênicas e 23 foram localizados dentro de genes. Enquanto que, dos 21 SNPs significativos, 11 foram localizados em regiões intergênicas e 10 foram localizados dentro de genes. A informação gerada neste estudo foi útil para testar associações ao longo do genoma do arroz. O modelo linear misto (MLM) empregado no mapeamento associativo acredita-se ter conseguido controlar eficientemente os falsos positivos no mapeamento utilizando os marcadores SNPs. As informações geradas neste estudo servem de base para avaliações mais aprofundadas, utilizando o conjunto de marcadores significativos como ponto de partida para determinação dos genes mais importantes para a produtividade em arroz. / The knowledge of the genetic diversity and population structure of varieties maintained in germplasm banks is crucial for their effective use in breeding programs. Association mapping, also known as linkage disequilibrium mapping, is one of the main methods for relating genes and alleles to the characteristics of interest, through the co-segregation of polymorphic genetic markers with the genes involved in the variation of the characteristics under study. The Rice Germplasm Bank of the Department of Genetics of ESALQ contains 192 Japanese accessions that were studied with the purpose of understanding its diversity, genetic structuring and determining the genomic association of agronomic traits related to grain production. The molecular characterization was conducted by DArTseq technology, which generated data of SNPs (single-nucleotide polymorphism) markers and silico DArTs. Then, after filtering, 5,578 high-quality SNPs were used to calculate the diversity estimates in hierfstat package and the accession panel structure through discriminant analysis of principal components (DAPC), which consists of determining the cluster existence in a group of genotypes where there is no a priori information about the existence of groups. The genetic diversity in the accessions was evidenced by the expected heterozygosity value (HS) (0.0279) and the population structure was evidenced by the formation of three clusters. The association mapping was performed using the GAPIT package, considering six characters: number of days for flowering (NDF), plant height (EP), panicle length (CP), plot weight (PP), mass of thousand grains (MMG) and CYCLE, as well as 24.266 silico DArTs markers and 1.965 SNPs markers. We detected a total of 113 significant associations genotype-phenotype (P <0.001) when used silico DArTs markers in all six analyzed characteristics and a total of 21 significant associations genotype-phenotype (P<0.001) when used SNPs markers for only four of the six analyzed characteristics: EP, CYCLE, MMG and PP. Considering the 113 silico DArTs significantly associated in the analysis, 90 were located in intergenic regions and 23 were localized within genes. While of the 21 significant SNPs, 11 were located in intergenic regions and 10 were located within genes. The information generated in this study was useful for testing associations throughout the rice genome. The mixed linear model (MLM) used in association mapping is believed to have been able to efficiently control false positives in the mapping using the SNPs markers. The information generated in this study serves as a basis for further evaluation using the set of significant markers as a starting point for determining the most important genes for rice yield.

A caracterização e o entendimento das variações genômicas e morfológicas, bem como a estrutura genética de variedades locais armazenadas em bancos de germoplasma é importante para sua efetiva utilização em programas de melhoramento visando tolerância a estresses. Neste trabalho um conjunto de 192 variedades oriundas de diferentes regiões geoclimáticas do Japão foram testadas quanto à suas características morfológicas e produtivas, utilizando ensaios de campo e metodogias de fenotipagem de alto desempenho. A fenotipagem por meio da metodologia de camadas de herbicida (Aminotriazol+Diuron+2,4D, 100mg/plant) alocado a 30 centímetros de profundidade foi possível detectar variação entre as variedades para comprimento de raiz e velocidade de emissão de raiz sendo possível a distinção de variedades com sistema radicular profundo e sistema radicular superficial baseando-se na sua pontuação no ensaio de herbicida, destacando-se 20 genótipos como possíveis doadores de genes para comprimento, densidade e velocidade de emissão de raízes. Ensaios a campo foram conduzidos em 4 localidades expondo as variedades as mais distintas condições climáticas, buscando analisar a diversidade fenotípica para caracteres agromorfológicos. Os dados fenotípicos obtidos pelos marcadores morfológicos geraram um total de 15 grupos de acessos quando utilizados os 13 caracteres avaliados. A média do índice de sensibilidade a seca foi de 0,99 havendo materiais tolerantes com índices próximos a 0,6 e materiais sensíveis com índice próximos a 1,12. Os 384 marcadores SNP detectaram um total de 73728 alelos indicando alta porcentagem de A (40,8%) e G (34,6%) comparado com C (15,6%) e T (3,6%). Quanto aos heterozigotos, a maior porcentagem foi observada de A/G (0,54%) e a menor porcentagem de A/T (0,04%), sendo a maior parte dos heterozigotos observados nos cromossomos 3 e 8 comparado com outros cromossomos. As análises caracterizaram os acessos japoneses como 98,4% pertencentes à subespécie Japônica. Para associação entre marcadores e fenótipos, foi utilizada a abordagem de modelo linear misto (MLM), o qual incorpora informações de estrutura populacional e parentesco. Os resultados obtidos deverão ser investigados futuramente a fim de confirmar as associações em diferentes populações. O aumento do estresse hídrico teve efeito significativo no desempenho dos acessos, e a interação genótipo e estresse hídrico foi significativa para rendimento final e tamanho de panícula. Entre os acessos estudados foi observada variação genética para as características relacionadas com a tolerância a estresse hídrico e encontraram-se acessos com reduções no rendimento devido ao déficit hídrico comparáveis com o das testemunhas, embora com tamanho de panícula menor, inclusive em condições ótimas. Dos 384 marcadores utilizados, 10 foram responsáveis por associações significativas com o índice de sensibilidade a seca, com base nos diferentes métodos de correção para múltiplos testes. Estas associações foram selecionadas para verificar o efeito alélico sobre o genótipo observado, gerando informações preliminares para a aplicação futura de seleção assistida por marcadores (SAM). O tamanho dos blocos de ligação foram estimados em ~100 kb (r < 0,05) e ~75kb (r < 0,1). / Germplasm characterization and the knowledge of its diversity and population structure are important to effective utilization of genetic resources in breeding programs specially drought breeding program. In this work 192 landraces from all over Japan were evaluate for their morphological and productive characteristics, using field trials and high throughput screening methods. The screening using herbicide barrier approach at 30 cm depth was able to detect genetic diversity between the landraces for root length and clearly distinguish between deep root landraces and shallow root landraces. With this approach was possible to select 20 landraces with deep root system as possible donor of drought tolerance genes. Aiming characterize the landraces to agromorphological characteristics field trials were carried in 4 different locations exposing the landraces for a diversity environment effect. Using 13 traits phenotypically data generate a total of 15 groups during cluster analysis. The average result for drought sensitive index was 0.99, however this results presents a huge variability having landraces with scores about 0.6 to landraces with score up to 1.12. Drought effect was huge and statistically significant affecting directly yield and panicle size. The landraces presented genetic variability for drought tolerance and some landraces presenting yield and panicle size reductions due to drought comparable with drought-tolerant controls were detected. A total of 73728 alleles were detected by the SNP markers, indicated a high percentage of A (40,8%) and G (34,6%) alleles compared to C(15,6%) and T (3.6%). Heterozygocity of A/G was highest (0,54%) and lowest in A/T (0.04%). Of 3 chromosomes of rice, chromosome 8 produced highest percentage of heterozygocity compared to other chromosomes. Accessions were classified as 98.4% belonging to japônica subspecies. Association between markers and phenotypes was performed using a mixed linear approach (MLM), which incorporates information regarding population structure and kinship. Among the 384 markers used, 10 were responsible for significant associations with drought sensibility index, based on different criteria to correct for multiple tests.These associations were selected to determine the allelic effects over the traits, in order to generate preliminary data for marker assisted selections (MAS). Estimated size of haplotype blocks were ~100 kb (r <0.05) and ~75 kb (r <0.1). Future studies should confirm marker trait associations here found using different populations.

Rice (Oryza sativa L.) crop has an important role to attend the food demand of a growing world population, and the production increment will come not just from increasing efficiency in the current cropland, but also from expansion to new areas. The tropical lowland plains of northern Brazil are already being converted to rice production, although the lack of scientific knowledge and agricultural practices suited local conditions. This region presents soils with weathered clays with distinct properties from those grown in traditional rice regions, and deploying agricultural practices developed to others agroecosystem lead to instable crop yield inadequate uses of agricultural inputs. Water is the greatest resource that rice crop relies on, and worldwide continuous flooding is broadly used. Alternative irrigations regimes with purpose to save water have been proposed due the threatens of water scarcity, and promising results stimulate this approach, despite grain yield penalties due drought stress and/or decrease of soil N availability. The soil moisture and oxygen amount interfere on nitrogen dynamics, thus can enhance loss process and change crop response to N fertilizer. In tropical lowland region of Brazil water and nitrogen are limited and continuous flooding irrigation is not sustainable due huge water amount used associated to low grain yields. Therefore, this research was performed aiming an integrated assessment of irrigation regimes, nitrogen use and crop performance in rice crop in Brazilian tropical lowland. The field experiment was done during three years in a Plinthaquults soil at Tocantins. The first stage was aimed to identify the irrigation regime which provides the best water use efficiency (WUE), nitrogen use efficiency (NUE) and crop performance with indigenous N soil supply and nitrogen fertilizer. The second stage compared the best observed irrigation regime to continuous flooding, and the nitrogen relationship to crop components along their development and harvest. The first experiment was a split-plot design with 5 irrigation regime (IR) in main plot: alternate wet and dry in short cycle (AWDS); alternate wet and dry in long cycle (AWDL); Continuous flooding (CF); Non-flooding aerobic (NF); saturated soil without ponding water (SS). And subplot was N fertilizer rate: 0 and 150 kg ha-1 of N. Crop performance was affected by IR and N level. In the average of three years nitrogen uptake (NU) was 32% higher in NF than any other irrigation regime. Grain yield across N level was 7.2, 8.8 and 7.5 Mg ha-1 in NF and in CF were 5.6, 8.2 and 6.9 Mg ha-1, respectively in 2014, 2015 and 2016. The isotopic NUE showed total recovery of 81.5 % of 15N in NF and 62, 61, 56, 56% in SS, AWDS, AWDL, CF respectively. The average WUE of delivered water was 0.7 kg grain m-3 in NF, and 0.47, 0.40, 0.35, 0.32 kg grain m-3 water in SS, AWDS, AWDL and CF, respectively. The second experiment was a split-plot design with: continuous flooding (CF) and non- flooding aerobic (NF) in the main plot and fertilizer nitrogen (0, 50, 150 and 250 kg ha-1) in the subplot during the 2014, 2015 and 2016. Biomass (AGB) nitrogen uptake (NU) and leaf area index (LAI) were observed along crop development in the 0 and 150 subplots in 2015 and 2016 growing seasons. As was the relationship between AGB, NU, panicle density (PD), spikelet number (NS) and grain yield (GY) at physiological maturity. The aerobic rice provided higher NU throughout rice development and LAI equal or superior to CF. At harvesting, NU and PD had different relationships to N rates among CF and NF, with NF showing 18% higher NU as 27% PD higher than CF across years and N rate. The grain GY relationship to N rates was also distinct in 2014 and 2015, and GY across N rates in NF was 20% and 12% higher than CF for 2014 and 2015, respectively. This research concludes for such agroecosystem, as long there is no drought stress, rice crop in non-flooding aerobic irrigation regime performs higher efficiency of water and N use, and moreover presents better overall crop performance with less need to nitrogen fertilizer than traditional continuous flooding or any other water saving irrigation regime. / A cultura do arroz (Oryza sativa L.) tem importante papel em fornecer alimento à crescente população mundial, e o incremento da produção virá não só do ganho de eficiência de áreas em uso, mas também da incorporação de novas áreas. As planícies tropicais do norte do Brasil já estão sendo convertidas para cultivo de arroz, apesar da falta de conhecimento científico e práticas agrícolas apropriadas às condições locais. Essa região apresenta solos com minerais de argila intemperizados e propriedades distintas daqueles de regiões tradicionais de cultivo, e a transferência das práticas agrícolas desenvolvidas para outros agroecossistemas têm resultado em produtividades variáveis e uso inadequado de insumos. A água é principal recurso no cultivo do arroz, e a irrigação com inundação constante é largamente disseminada pelo mundo. Regimes alternativos de irrigação a fim de economizar agua tem sido propostos em razão da ameaça de escassez de água, e resultados promissores estimulam a disseminação dessa técnica, apesar de prejuízos à produtividade em razão do estresse por seca e/ou menor disponibilidade de nitrogênio (N) do solo. A umidade do solo e a quantidade de oxigênio interferem na dinâmica de N e podem favorecer processos de perdas e alterar a resposta do cultivo à adubação nitrogenada. Nas planícies tropicais do Brasil a disponibilidade de água e N são limitadas, e a inundação contínua não é sustentável em razão da quantidade de agua requerida associada a baixa produtividade da cultura. Portanto, esta pesquisa foi realizada com o objetivo de estudar de forma integrada o regime de irrigação e o uso de N, e performance da cultura em várzea tropical. O experimento foi realizado durante três anos em Plintossolo no estado do Tocantins. Na primeira etapa da pesquisa procurou-se identificar o regime de irrigação que proporciona maior eficiência de uso da água (WUE), eficiência de uso de nitrogênio (NUE) e performance de cultivo com N nativo do solo e quando aplicado N fertilizante. Na segunda fase comparou-se o regime de irrigação que proporcionou melhores índices de eficiência de água e N ao regime de lâmina contínua com a hipótese que a relação entre aplicação de fertilizante N e componentes de produção seriam diferentes entre os regimes. Na primeira fase adotou-se delineamento de parcela subdividida com 5 regimes de irrigação (IR): lâmina alternada de inundação e drenagem em ciclo curto (AWDS); lâmina alternada de inundação e drenagem em ciclo longo (AWDL); lâmina contínua (CF); sem formação de lâmina e solo aeróbico (NF); e sem formação de lâmina e solo saturado (SS). Nas subparcelas avaliou-se as doses de N fertilizante: 0 e 150 kg ha-1. A performance de cultivo foi afetada pelo IR e dose de N. Na média dos 3 anos, o acúmulo de nitrogênio na parte aérea (NU) foi 32% maior em NF do que em todos os outros regimes de irrigação. A produtividade de grãos média entre as duas doses de N foi 7,2, 8,8 e 7,5 Mg ha-1 em NF e 5,6, 8,2, 6,9 Mg ha-1 in CF, respectivamente em 2014, 2015 e 2016. A NUE foi de 81,5% de recuperação de 15N em NF e 62, 61, 56 e 26% em SS, AWDS, AWDL e CF, respectivamente. A média de WUE em relação a água aplicada foi 0,7 kg grão m-3 em NF e 0,47, 0,40, 0,35, 0,32 kg grão m-3 água em SS, AWDS, AWDL e CF, respectivamente. Na segunda fase adotou-se o delineamento experimental de parcelas subdivididas com inundação contínua (CF) e sem formação de lâmina e solo aeróbico (NF) na parcela principal e aplicação de N fertilizante (0, 50, 150, 250 kg ha-1) nas safras 2014, 2015, 2016. Biomassa (AGB) acúmulo de nitrogênio (NU) e índice de área foliar (LAI) foram avaliados ao longo do desenvolvimento da cultura nas doses de 0 e 150 kg ha-1 nas safras de 2015 e 2016. Assim como a relação entre AGB, NU densidade de panícula (PD), número de espiguetas (NS) e produtividade de grãos (GY) na maturidade fisiológica A condição aeróbica proporcionou maior NU ao longo do desenvolvimento e LAI maior ou igual a CF. Na colheita, NU e PD tiveram diferentes repostas ao nitrogênio fertilizante quando em NF ou CF, mostrando NU 18% maior em NF assim como PD 27%maior em NF do que em CF na média de anos e dose de N. A resposta da GY ao nitrogênio fertilizante também foi diferente quando em NF ou CF, e na médias de dose de N fertilizante, NF proporcionou produtividade 20% e 12% maior do que CF em 2014 e 2015, respectivamente. Conclui-se nessa pesquisa que nesse agroecossistema, desde de que que não ocorra estresse por seca, o arroz cultivado em sistema de irrigação sem formação de lâmina e solo aeróbico é mais eficiente no uso de água e nitrogênio. E ainda, com melhor desempenho de produtividade e menor dependência de N fertilizante em comparação ao cultivado em lâmina contínua ou qualquer outro regime alternativo que economize água.

Submitted by Cássia Santos (cassia.bcufg@gmail.com) on 2014-08-26T15:31:11Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertacao CÉLIA CAROLINE FLORINDO DA SILVA.pdf: 2435876 bytes, checksum: 759dde2ef43d28eafb9c6b495e36008b (MD5) / Made available in DSpace on 2014-08-26T15:31:11Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertacao CÉLIA CAROLINE FLORINDO DA SILVA.pdf: 2435876 bytes, checksum: 759dde2ef43d28eafb9c6b495e36008b (MD5) Previous issue date: 2012-07-06 / The purpose of this research was to develop, using a mixture design, rapadura enriched with rice bran extruded and baru almonds/peanuts roasted in different proportions, and characterize them in relation to their properties, chemical, physical (texture and parameters of color), microbiological and sensory, comparing them to standard rapadura, composed only of sugar cane juice. With the insertion of the mixture of rice bran extruded and baru almonds/peanuts roasted in formulated rapadura, it was observed that the greater the amount of rice bran extruded under sugar cane juice concentrated tended to the higher ash concentration. The highest levels of proteins, lipids and total dietary fiber were observed when the formulations had higher amounts of baru almonds/ peanuts roasted and rice bran extruded under sugar cane juice concentrated. Regarding the brightness, the rapadura made with baru almond toast and extruded rice bran showed the highest upward trend in higher levels of extruded rice bran and baru almond toast, those made with roasted peanuts and rice bran extruded. This trend was observed in the largest quantities of rice bran and extruded under roasted peanuts and sugar cane juice sugar-concentrated. As for the texture maximum compression force had a greater tendency to increase when the values of sugar cane juice concentrated and baru almond roasted were intermediate and the formulation of peanuts, the smaller the amount of roasted peanuts and sugar cane juice sugar-concentrated and larger extruded rice bran. As the pattern is regarded as a molasses feed unbalanced due to the caloric value to be assigned, almost exclusively to the carbohydrate to the low protein content and the absence of lipids, it can be concluded that with the addition of the mixture of rice bran and extruded baru almonds roasted, the brown sugar has become a more complete food, watching other nutrients, lipids and proteins from rice bran extruded and baru almonds roasted, as well as fibers, which contribute to the better functioning of the organism human. / O propósito desta pesquisa foi desenvolver, utilizando-se delineamento de misturas, rapaduras enriquecidas com farelo de arroz extrusado e amêndoas de baru/amendoim torrados, em diferentes proporções, e caracterizá-las em relação às suas propriedades, químicas, físicas (textura e parâmetros de cor) e sensoriais, comparando-as à rapadura padrão, composta apenas de caldo de cana-de-açúcar concentrado. Com a inserção da mistura de farelo de arroz extrusado e amêndoas de baru/amendoim torrados nas rapaduras formuladas, observou-se que quanto maior a quantidade de farelo de arroz extrusado e menor de caldo de cana-de-açúcar concentrado houve tendência ao maior teor de cinzas. Os maiores teores de proteínas, lipídios e fibra alimentar total foram verificados quando as formulações apresentavam maiores quantidades de amêndoa de baru/amendoim torrados e farelo de arroz extrusado e menores de caldo de cana-de-açúcar concentrado. Em relação à luminosidade, as rapaduras formuladas com amêndoa de baru torrada e farelo de arroz extrusado, apresentaram a maior tendência de aumento com maiores teores de farelo de arroz extrusado e amêndoa de baru torrada, nas formuladas com amendoim torrado e farelo de arroz extrusado, esta tendência foi verificada com maiores quantidades de farelo de arroz extrusado e menores de amendoim torrado e caldo de cana-de-açúcar concentrado. Já para textura a força máxima de compressão teve maior tendência ao aumento quando os valores de caldo de cana-de-açúcar concentrado e amêndoa de baru torrada foram intermediários e para a formulação com amendoim, quando menor a quantidade de amendoim torrado e caldo de cana-de-açúcar concentrado e maiores de farelo de arroz extrusado. Como a rapadura padrão é considerada um alimento desbalanceado devido ao seu valor calórico ser atribuído, quase que exclusivamente, aos carboidratos, ao seu baixo teor de proteína e ausência de lipídios, é possível concluir que com a adição da mistura de farelo de arroz extrusado e amêndoa de baru torrada, a rapadura passou a ser um alimento mais completo, contemplando outros nutrientes, sendo os lipídios e proteínas provenientes do farelo de arroz extrusado e da amêndoa de baru torrada, assim como as fibras, que contribuem para o melhor funcionamento do organismo humano.

Submitted by Jaqueline Silva (jtas29@gmail.com) on 2014-09-29T20:45:54Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - João Antônio Mendonça -2011.pdf: 2757784 bytes, checksum: 8c07f20bc55c258d83ea87079a116f8f (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Silva (jtas29@gmail.com) on 2014-09-29T20:46:10Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - João Antônio Mendonça -2011.pdf: 2757784 bytes, checksum: 8c07f20bc55c258d83ea87079a116f8f (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-29T20:46:10Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - João Antônio Mendonça -2011.pdf: 2757784 bytes, checksum: 8c07f20bc55c258d83ea87079a116f8f (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2011-08-26 / The Embrapa Rice Core Collection (ERICC) was established aiming to represent the genetic variability of the rice Genebank of Embrapa Rice and Beans. The agronomic and molecular characterization of 550 accessions from ERICC enabled to know the extension of the genetic variability of this collection. The molecular data from ERICC genotyping using 86 SSR markers were used to set up a sub-sample, known as Mini-ERICC, which was assembled with the 24 accessions with higher average genetic distance, 12 from upland and 12 from lowland accessions. Since the Mini-ERICC represents a large part of the rice genetic variability from Brazil, the crossings among its accessions could create several new allelic combinations. This dissertation aimed to determine, by means of diallel crosses from Mini-ERICC lowland accessions, plus four additional genotypes from ERICC, the estimates of genitor effect, genitor heterosis, Specific Combining Ability (SCA), General Combining Ability (GCA) and the correlation between heterosis and molecular genetics distance. The 16 genitors and 120 F1 hybrids were evaluated by 10 traits in a field experiment using a 12 x 12 Lattice experimental design. It was possible to identify crosses with high SCA for all traits. These information will be useful in planning new broad genetic basis crosses, aiming new hybrid combinations and the development of populations to extract genetically divergent inbred lines in relation to those currently selected in Brazilian rice breeding programs.The 33 hybrid combinations that did not differ the productivity in relation to high-yielding genitors and controls (P<0,05) indicated that crosses involving at least one less adapted genitor are able to generate favorable allele combinations to breeding programs. The RW genetic distance between genitors from hybrid combinations was positively correlated to traits plant height, panicle length, spikelet number, and negatively correlated to percentage of filled grains and yield. The crossings with rice must prioritize, initially, the maximization of rice genetic variability, and at the end, the development of lines and cultivars with new favorable allele and allele combinations, resulting in a reduction of the rice vulnerability to biotic and abiotic stresses, increasing the yield and the food security of the Brazilian population. / A Coleção Nuclear de Arroz da Embrapa (CNAE) foi estabelecida inicialmente com a finalidade de representar a variabilidade genética presente no seu Banco Ativo de Germoplasma de arroz. A caracterização agronômica e molecular dos 550 acessos componentes da CNAE permitiu conhecer a extensão da variabilidade genética dessa coleção. Os dados moleculares obtidos por 86 marcadores SSR fluorescentes foram utilizados para a montagem de uma sub-amostra, a Mini-CNAE, composta pelos 24 acessos com maior distância genética média, sendo 12 do sistema de cultivo de sequeiro e 12 do sistema de cultivo irrigado. Como a Mini-CNAE reúne grande parte da variabilidade genética disponível para a cultura do arroz no Brasil, o cruzamento entre seus acessos componentes poderia viabilizar o surgimento de novas e diversas combinações alélicas. A presente dissertação objetivou determinar, via cruzamentos em dialelo dos acessos irrigados da Mini-CNAE, além de quatro outros acessos da CNAE, as estimativas do efeito de genitor, da heterose de genitor, da capacidade específica de combinação (CEC), da capacidade geral de combinação (CGC) e da correlação entre a heterose e distância genética molecular. Os 16 genitores e os 120 híbridos F1 foram avaliados para 10 caracteres em experimento em láttice triplo 12 x 12. Foi possível identificar cruzamentos com alta CEC para todos os caracteres. Essas informações serão úteis para orientar novos cruzamentos de base genética ampla objetivando novas combinações híbridas e desenvolvimento de populações para extração de linhagens geneticamente divergentes das selecionadas atualmente por programas nacionais de melhoramento genético do arroz. As 33 combinações híbridas cuja produtividade não diferiu das testemunhas e genitores mais produtivos (P<0,05), indicaram que cruzamentos envolvendo ao menos um genitor menos adaptado são capazes de gerar combinações alélicas favoráveis para o programa de melhoramento genético. A distância genética Rogers-W entre genitores das combinações híbridas foi correlacionada positivamente com as variáveis altura de plantas, comprimento de panículas e número de espiguetas, e negativamente com porcentagem de grãos cheios e produtividade. Os cruzamentos de arroz devem privilegiar , em um primeiro momento, a maximização da variabilidade genética do arroz, e ao final, a obtenção de linhagens e cultivares com alelos e combinações alélicas favoráveis inéditas, resultando na diminuição da vulnerabilidade da cultura frente a estresses bióticos e abióticos, aumentando a produtividade e a segurança alimentar da população brasileira.

O arsênio (As) é um elemento não essencial ao homem, encontrado na natureza nas formas inorgânicas (As-i) e orgânicas (As-o). As espécies inorgânicas, arsenito e arsenato (As3+ e As5+), são as mais tóxicas, podendo interferir em reações bioquímicas, estado redox das células, formação de trifosfato de adenosina (ATP) e gerar danos oxidativos, ocasionando proliferação celular e câncer. O As-i pode sofrer metilação no organismo e no ambiente, gerando metabólitos que são menos reativos com componentes do tecido e mais facilmente excretados na urina, principalmente ácido monometilarsônico (MMA) e ácido dimetilarsínico (DMA). O As-i é encontrado no arroz (Oryza sativa L.), principalmente quando o cultivo ocorre pelo método irrigado, que leva a uma maior mobilização de elementos presentes no solo. Neste estudo, foram avaliadas 6 diferentes cultivares brasileiras de arroz quanto à predileção pela captação de As (EPAGRI 109, EPAGRI 108, SCS BRS Tiotaka, SCS 114 Andosan, Maranhão e Cáqui). Para cada cultivar foram plantados grupos controles (não expostos, n=4) e expostos (n=4). No grupo exposto, para cada kg de solo, foram adicionados 10 mg de As5+. Nos grupos controle não adicionou-se As5+, sendo submetidos às mesmas condições de solo, irrigação, temperatura e umidade. Após a completa maturação das plantas foram feitas determinações de As total (As-t) em raízes, solo, colmos e grãos por espectrometria de massas com plasma indutivamente acoplado (ICP-MS) e a especiação química de As nos grãos foi feita por HPLC-ICP-MS. Uma elevada capacidade de captação do As foi observada na seguinte ordem crescente: grãos<colmos<solo<raízes, sendo as concentrações médias dos grupos controle de 0,06; 0,32; 3,29 e 0,65 mg kg-1 e nos grupos expostos com médias de 0,54; 5,96; 13,5 e 95,48 mg kg-1. EPAGRI 108 foi a cultivar que menos acumulou As-t nos grãos, tanto nos grupos controle (0,05±0,005 mg kg-1) quanto nos grupos expostos (0,36±0,08 mg kg-1) apresentando também menores fatores de transferência (FTsolo-grão, FTraíz-grão, FTcolmo-grão) e concentrações de As-o nos grupos controle (0,015 mg kg-1) e expostos (0,13 mg kg-1). Entre as cultivares de arroz branco, Andosan (exposto) foi a que acumulou maiores quantidades de As-t (0,515±0,15 mg kg-1) e de Aso (0,37 mg kg-1 ou 72% do As-t) nos grãos. Esta mesma cultivar, entre os grupos controle, foi uma das que apresentou maiores porcentagens de As-i (65%) em relação ao As-t. EPAGRI 109 (controle) foi a cultivar de arroz branco com maior As-t e As-i no grãos (0,07±0,008 e 0,04 mg kg-1 respectivamente) e maior FTsolo-grãos (0,216). Nas plantas expostas a 10 mg Kg-1 As5+ no solo foi observada uma correlação positiva entre As-t (solo) x As-t e As-o (grãos) evidenciando o aumento da captação de As e transporte de As-o para as partes aéreas. Os elementos essenciais Co e Mn diminuíram significativamente em alguns cultivares sob alta exposição apresentando correlação negativa As-t (raíz) x Co (grãos). Os elementos tóxicos Cd e Pb, sob alta exposição ao As foram em geral menos captados pela planta. / Arsenic (As) is a nonessential element to man, found in the environment in inorganic (As-i) and organic forms (As-o). Inorganic species, arsenite and arsenate (As3+ and As5+) are the most toxic, and may interfere in biochemical reactions, cellular redox status, formation of adenosine triphosphate (ATP) and generate oxidative damage leading to cell proliferation and cancer. As-i can be methylated in the body and in the environment generating metabolites which are less reactive with components of organisms and more easily excreted in the urine, mainly monomethylarsonous acid (MMA) and dimethylarsinous acid (DMA). As-i is found in rice (Oryza sativa L.), especially when the crop is flooded, which leads to greater mobilization of elements present in the soil. In this study, Brazilian rice varieties were evaluated and the predilection for As uptake in 6 different cultivars (EPAGRI 109, EPAGRI 108, BRS Tiotaka SCS, SCS 114 Andosan, Maranhão and Cáqui). For each cultivar it were planted controls (untreated, n = 4) and exposed (n = 4). In the group exposed, for each kg of soil was added 10 mg of As5+. Control groups were not added As5+, being submitted to the same conditions of soil, irrigation, temperature and humidity. After complete plant maturation were made determinations of the total Arsenic (As-t) in soil, roots, shoots and grains were performed by Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS) and the chemical speciation of the grains was performed by HPLC-ICP-MS. A high As uptake ability was observed in the following order: grain<shoot<soil<roots, and the average concentrations of control groups were 0.06; 0.32; 3.29 and 0.65 mg kg-1 and the average exposed groups were 0.54; 5.96; 13.5 and 95.48 mg kg-1. EPAGRI 108 was the cultivar less accumulated As-t both control groups (0.05 ± 0.005 mg kg-1) as the exposed group (0.36 ± 0.08 mg kg-1) also presenting the lowest FTsoil-grain, FTroot-grain, FTshoot-grain, concentrations of As-o in the control (0.015 mg kg-1) and exposed group (0.13 mg kg-1). Among the white rice cultivars, Andosan (exposed) accumulated larger amounts of As-t (0.515 ± 0.15 mg kg-1) and As-o (0.37 mg kg-1 or 72% As-t) in grains. This same cultivar was the one who had higher percentages of As-i (65%) compared to As-t, between the control group. EPAGRI 109 (control) was the white rice cultivar with high As-t and As-i in grain (0.07±0,008 and 0,04 mg kg-1 respectively) between the control group and higher FTsoil-grain (0,216). In high As exposure, it was observed a positive correlation between As-t (soil) x As-t and As-o(grains) highlighting the increased As uptake and the transport of As-o to the aerial parts. The essential elements Co and Mn decreased significantly in some cultivars under high exposure and showed negative correlation between As-t (root) x Co (grain). Toxic elements, Cd and Pb under high As exposure were generally less uptake by plant