O ferro é um elemento essencial para o crescimento e desenvolvimento das plantas, envolvido em processos metabólicos essenciais, como fotossíntese e respiração. Entretanto, quando livre e em excesso, pode gerar estresse oxidativo. A toxidez por excesso de ferro trata-se do maior problema nutricional em arroz alagado, sendo responsável por perdas na produtividade. Diversas estratégias para minimizar os efeitos tóxicos do ferro vêm sendo desenvolvidas, e entre elas, o uso de cultivares tolerantes é considerada a mais efetiva. Porém, poucos dados com relação à interação entre diferentes genótipos de arroz e o ambiente encontram-se disponíveis. Utilizando-se de abordagens bioquímicas e moleculares, foram analisadas as respostas de diferentes cultivares de arroz expostas a altos níveis de ferro, crescidas em campo ou em laboratório. A toxidez por excesso de ferro teve um claro efeito foto-oxidativo, levando a quedas nos teores de clorofila, bem como a danos oxidativos. Excessivos níveis de ferro levaram a um aumento na atividade de enzimas antioxidantes, bem como a alterações no estado oxidativo da célula, modificando as concentrações das formas oxidadas e reduzidas de ascorbato e glutationa. A concentração de ferro apresentou-se variável nas cultivares tolerantes testadas. Os dados obtidos indicam que possíveis mecanismos de tolerância ao excesso de ferro podem envolver a capacidade de acumular ferro em frações superiores a 3kDa, maior atividade de SOD (através da expressão diferencial de três isoformas), bem como a limitação da captura do metal, possivelmente envolvendo a lignificação e remodelamento da parede celular das células da raiz. Altos níveis de ferro levaram ao acúmulo de transcritos dos genes de ferritina, em especial de OsFER2, dependente de um passo oxidativo, bem como à expressão de outros genes relacionados a homeostase de ferro. Cinco genes pertencentes às famílias gênicas ZIP (OsZIP1, OsZIP7 e OsZIP8) e NRAMP (OsNRAMP4 e OsNRAMP5) tiveram sua expressão induzida em plantas expostas a altos níveis de ferro, sugerindo seu possível envolvimento em respostas ao excesso de ferro. Os genes OsIRT1 e OsIRT2, OsNRAMP1 e OsYS7, cuja expressão relativa foi aumentada em condições de deficiência de ferro, tiveram sua expressão reduzida em excesso de ferro. Esses genes codificam transportadores de alta afinidade por ferro, sugerindo a ocorrência de uma resposta coordenada, dependente da concentração de ferro. Plantas de cultivares de arroz distintas apresentaram diferentes mecanismos de tolerância ao excesso de ferro. / Iron is an essential nutrient for growth and development of plants, involved in important plant biological processes, such as photosynthesis and respiration. However, when free and in excessive levels inside the cell, iron can act as a pro-oxidant, leading to oxidative stress. Iron toxicity is considered the major nutritional disorder in waterlogged and lowland rice, being responsible for losses on rice production. Several management strategies have been developed to overcome iron toxicity, and the most cost-effective approach is the use of tolerant rice cultivars. Despite this, few data concerning the relation between different rice cultivars and its environment are available. Through the use of molecular and biochemical approaches, we analyzed the responses of distinct rice genotypes exposed to iron excess, cultivated in the field or in the laboratory. Iron toxicity had a clear photo oxidative damage, leading to decreases in chlorophyll levels and generating oxidative damage. Iron excess also induced the activity of antioxidant enzymes, as well as an alteration in the redox status of the cell, besides concentration varied between the studied cultivars. Mechanisms involved in the tolerance to iron toxicity may involve the capacity to accumulate iron at molecular mass fractions, a higher SOD activity (probably through the differential induction of SOD isoforms), and also the limitation of iron uptake in nutrient solution. This limitation may rely in the root cell wall remodeling and lignifications. Iron lead to an up-regulation of ferritin genes, especially OsFER2, with this induction being dependent on an oxidative step. Iron excess also lead to an induction on the relative gene expression of iron homeostasis-related genes. Five genes belonging to two distinct gene families, ZIP (OsZIP1, OsZIP7 and OsZIP8) and NRAMP (OsNRAMP4 e OsNRAMP5), were up-regulated in plants exposed to iron excess, suggesting their possible role in response to excessive amounts of iron. Interestingly, five genes (OsIRT1 and OsIRT2, OsNRAMP1 and OsYS7) up-regulated by iron deficiency, were regulated in an opposite way by iron excess. All the five genes encode proteins involved in the uptake and transport of iron, suggesting a coordinated response, depending on the iron concentration. Taken together, our results indicated that different rice cultivars can use distinct tolerance mechanisms.

Cinzas de casca de arroz são resíduos de comprovada eficiência como material pozolânico. No entanto, a variabilidades do material, decorrente das diferentes condições de geração impedem que o mesmo seja comercializado. Assim o presente trabalho tem como objetivo verificar a influência da variação do índice de amorfismo (IA) de cinzas de casca de arroz, sobre a atividade pozolânica deste material. As cinzas foram utilizadas em substituição parcial ao cimento. A metodologia de pesquisa foi dividida nas seguintes fases: (1) Coleta das cascas de arroz; (2) produção das cinzas de casca de arroz através da queima em diferentes temperaturas (500, 650, 800, 950 e 1100ºC) realizada em forno de laboratório. Fixou-se o tempo de residência do material (3 horas), a taxa de aquecimento (5°C/min), e resfriamento lento. Posteriormente utilizou-se a moagem das cinzas em diferentes tempos para que os diâmetros atendessem a finura apropriada para uma pozolana. (3) Em seguida o material gerado foi caracterizado através de ensaios químicos, físicos e mineralógicos; os demais materiais, tais como cimento e areia, também foram caracterizados, de forma que atendam as especificações normativas. (4) Com base nas análises dos resultados, foram moldados 6 corpos-de-provas de argamassas para realização do ensaio de índice de atividade pozolânica com o cimento. (5) A etapa final foi a quantificação do índice de amorfismo por meio de refinamento de Rietveld. Os resultados demonstraram que o índice de amorfismo pode ser utilizado como parâmetro de controle de cinzas residuais. O índice de amorfismo está diretamente relacionado à temperatura de queima e ao tempo de moagem e a atividade pozolânica, sofre influência dessa variável bem como de outras tais como diâmetro médio dos grãos e relação água/aglomerante / The rice husk ash is a waste of proved performance as pozzolanic material. However, the variability of the material, as a result of different generation conditions, restricts its use. Thus, this study aims to determine the influence of variation of the amorphous index (AI) of rice husk ash on the pozzolanic activity of this material. The ash was used as partial replacement of cement. The methodology of research was divided into the following steps: (1) Collection of rice hulls, (2) production of rice husk ash at different temperatures (500, 650, 800, 950 and 1100 °C) made in a small lab furnace. The time into the furnace was fixed (3 hours), as well as the rate of heating (5 ° C / min) and the slow cooling adopted. Thus, the ashes had been grinded at different times until appropriate diameters. (3) Then, chemical, physical and mineralogical characterization had been carried through, as well as other materials such as cement and fine aggregate according standard specifications. (4) According previous analysis of results, 6 mortar samples were molded to perform testing of pozzolanic activity index with Portland cement. (5) The final step was to quantify the amorphous content by the Rietveld refinement. The results showed that the index of amorphous can be used as a control parameter for rice husk ashes. The amorphous index is directly related with the burning temperature and the grinding time, The pozzolanic activity was also influenced by these variables as well as medium diameter of grains and its water/binding ratio.

O crescimento da população mundial tem demandado um aumento na produção de alimentos, fazendo com que avancem as áreas agrícolas e evoluam as tecnologias de produção. O aumento das áreas agrícolas gera uma maior demanda de água para irrigação, causando muitas vezes, conflito entre os diversos usuários deste bem. Dentre as culturas que mais consomem água se encontra a do arroz irrigado, responsável por grande parte dos conflitos nas Bacias Hidrográficas do Rio grande do Sul, pois seu período de plantio se dá justamente nos meses de verão. Então, alguma metodologia se faz necessária para estudar a possibilidade da maximização dos benefícios ou redução dos custos para uma área de cultivo de arroz. Por outro lado, a Economia fornece instrumentos para maximizar os benefícios produzidos através de um bem. Neste trabalho, será aplicada a Teoria Econômica dos Recursos Naturais Renováveis, através de um modelo proposto, considerando como Estoque do Recurso Natural a área cultivada com arroz irrigado em cada tempo e para cada sistema de cultivo, tendo como restrição as Vazões de Referência adotadas (Vazões Ecológicas). Desta forma, a água utilizada em excesso será considerada como a externalidade. Para conversão desta externalidade em valores de moeda, ela será multiplicada por um Custo de Oportunidade. Após, seu valor será agregado aos Custos de Produção do arroz. Através de Cenários, obtidos do cruzamento de algumas Vazões de Referência e de algumas Taxas de Juros, pode-se fazer uma análise dos Benefícios Líquidos (W) gerados por esta cultura. Os Resultados mostram que a internalização das externalidades não inviabiliza economicamente a prática desta cultura. / Agricultural areas are increasing and production technologies in developing given the global population growth and given the resulting increase of food necessities. Increase in water demands for agricultural also conflicts with other purposes of this scarce source that have its availability reduced. Rice is one of the most water consuming crops, and at the Rio Grande do Sul watersheds, it is responsible of the bigger conflicts between water users because planting takes place, precisely, in the months of summer, when water demands for urban supply are higher. Then, some methodology is needed to study the feasibility of rice cultivation for the area with the maximization of benefits or minimization of the cost. Economics provides tools to maximize benefits produced by different elements. This study applies Renewable Natural Resources economic theory through the previously presented problem by a developed model presented in this study. The Natural Resources Supply is the rice cultivated area in each time step and for each cultivation methodology, where the restrictions are based on references streamflow, as the Ecological streamflow. Thus, water used in excess will be the externality. To convert this externality in monetary values, it will be multiplied by a cost of opportunity. Then, its value will be added to the rice production cost. Several scenarios were tested based on different streamflow reference and interests rate values. Results shown the rice cultivation is economically feasible also with the internalization of externalities.

A contaminação do solo com resíduos tóxicos tornou-se um dos maiores problemas ambientais. Na maioria das vezes, as condições do local incluem a contaminação da água subterrânea. Neste contexto, os metais pesados têm sido motivo de preocupação, destacando-se o cromo hexavalente como poluente de elevada toxicidade e mobilidade. Quando um problema de contaminação no solo é identificado, ações de remediação devem ser aplicadas. Dentre as tecnologias existentes, uma das mais promissoras é o uso de barreiras reativas permeáveis. A barreira é construída com materiais reativos de forma a interceptar a pluma contaminada, atenuando a concentração do contaminante a níveis aceitáveis ou controláveis. É possível converter resíduos agrícolas em carvões ativados, material adsorvente resultante de processo pirolítico. Esses carvões podem apresentar desempenhos diferenciados em aplicações específicas. A presente tese tem como objetivo geral avaliar a aplicação de carvões ativados, oriundos da pirólise de casca de arroz, em barreiras reativas permeáveis. Os objetivos específicos consistem em estudar o desenvolvimento de carvões quimicamente ativados e investigar, por meio de ensaios de laboratório, sua aplicação na remoção de cromo hexavalente de meios aquosos e de meios porosos saturados. Para a preparação dos carvões ativados, foi desenvolvida uma unidade pirolítica rápida a vácuo com características escaláveis e com ênfase no controle e registro das variáveis do processo. Foram preparados carvões por ativação química com K2CO3 e KOH e determinadas suas características físico-químicas, texturais e análise morfológica por microscopia eletrônica de varredura. Ensaios de batelada e um ensaio de coluna com soluções de cromo foram realizados para avaliação da atenuação do contaminante. Os carvões ativados apresentaram baixa densidade aparente, similares valores de pH e de condutividade elétrica e elevado conteúdo de cinzas quando comparados com carvões de outras biomassas. A ativação química com reagentes alcalinos, associada às condições pirolíticas, resultou em superfícies menos ácidas, característica favorável para adsorção de Cr(VI). Resultaram em adsorventes mesoporosos, característica necessária para a adsorção de íons de elevado peso molecular; exibiram baixas áreas superficiais e similaridade morfológica entre si com a predominância da estrutura de sílica. Embora os carvões tenham apresentado baixas áreas superficiais, a adsorção teve a predominância da influência do diâmetro médio dos poros, seguido da área de mesoporos e da carga superficial negativa, indicando o potencial de aplicação dos carvões na remoção de Cr(VI). O ensaio de coluna possibilitou demonstrar o emprego do carvão ativado de casca de arroz em barreiras reativas, indicando suas limitações em pHs próximo à neutralidade e candidatando-o a situações de tratamento em série ou seqüenciais. Os trabalhos realizados estabeleceram base segura para o desenvolvimento de equipamento adequado para a pirólise e domínio do processo de manufatura do carvão ativado. A análise conjunta dos resultados sugere que as condições do processo pirolítico a vácuo adotado, juntamente com a ativação química com baixas concentrações de reagente ativantes, configuram uma rota atrativa para a elaboração de material poroso a partir de casca de arroz, com potencial aplicação na remoção de Cr(VI) em barreiras reativas permeáveis. / Soil contamination with toxic waste has become one of the biggest environmental problems. Site conditions often include groundwater contamination. In this context, heavy metals have been a matter of concern with chromium hexavalent recognized as pollutant of high toxicity and mobility. When a problem of soil contamination is identified, remediation tasks must be applied. Amongst the new technologies, the use of permeable reactive barriers is one of the most promising. This barrier is constructed with reactive materials in order to intercept the contaminated plume, attenuating the contaminant concentration to acceptable or controllable levels. It is possible to convert agricultural waste into activated carbon, an adsorbent material resulting from the pyrolytic process. This carbon can perform differently face to environmental applications. The present thesis has as a major objective to evaluate the application of activated carbons, derived from rice husk pyrolysis, in permeable reactive barriers, with emphasis on the remediation of contaminated soil with heavy metals. The specific objectives consist of studying the development of activated carbon from chemical activation and also investigating, through laboratory tests, its application in chromium removal from watery and saturated porous media. With the purpose of preparing activated carbons, a fast pyrolytic unit of rice husk was developed, with characteristics that can be scaled up and with emphasis on the control and register of process variables. Chemical activated carbons using K2CO3 and KOH have been prepared in different activation conditions and determined their physico-chemical and textural parameters. The morphological analysis was performed by scanning electron microscopy. Batch tests and a column test with solutions of chromium were performed to evaluate the attenuation of the contaminant. The activated carbons showed a low apparent density, similar values of pH and electrical conductivity and high ash content compared to carbons from other biomass. The chemical activation with alkaline reagents, associated with pyrolytic conditions, resulted in less acidic surface, characteristic favorable for Cr(VI) adsorption. The adsorbent manufactured results in mesoporous carbons, a characteristic necessary for the adsorption of ions of high molecular weight, exhibited low surface areas and morphological similarities between them, with the predominance of the structure of silica. Despite the carbons have shown low surfaces areas, the adsorption showed the predominant influence of the average pore diameter, followed by the mesopores area and surface negative charge, indicating the potential application of these carbons in Cr(VI) removal. The column test has demonstrated the use of activated carbon from rice husk in reactive barriers, showing its limitations in pHs close to neutrality and pointing it to cases of serial or sequential processing. The work carried out established safe basis for the development of suitable equipment for the pyrolysis and for the domain of the manufacturing process of activated carbon. The analysis of the results suggests that the conditions of the adopted vacuum pyrolytic process, jointly with the chemical activation with low concentrations of activate reagent, constitute an attractive route for the preparation of porous material from rice husk, with potential application in removing Cr (VI) in permeable reactive barriers.

Dois temas são característicos do contexto atual das organizações. Um, já consolidado, é o aumento da velocidade das inovações; o outro, é a necessidade de incorporar a perspectiva emergente da sustentabilidade nas práticas de inovação. A Teoria Neoschumpeteriana busca obter um domínio desses fenômenos dinâmicos da realidade econômica, em que a inovação, principalmente a tecnológica, é identificada como a força maior que propulsiona a dinâmica econômica. Entretanto, Hanusch e Pyka (2007) criticam a Teoria Neoschumpeteriana por entenderem que o desenvolvimento dos sistemas econômicos modernos incorpora a inovação tecnológica, assim como também a inovação organizacional, institucional e social e, por isso, os novos frameworks para estudos de sistemas econômicos, precisariam incorporar características de complexidade através do trânsito em diferentes teorias relevantes, levando em conta as raízes da Teoria Neoschumpeteriana, o que eles próprios não fazem. Assim, o objetivo geral de pesquisa foi o de propor um framework interteórico e complexo sobre a dinâmica da inovação e fazer a sua aplicação no Instituto Rio-Grandense do Arroz - IRGA. A metodologia utilizada foi de estudo de caso. Os dados foram coletados através de entrevistas e documentos. Cada uma das etapas realizadas na metodologia foi apoiada num estudo, a priori, sobre métodos que capturavam características de complexidade. A utilização de uma lógica abdutiva, prevista na metodologia, com constantes idas e vindas entre os conceitos teóricos construídos a priori e as informações advindas do campo empírico, fez emergir o conceito teórico de sistema econômico, como uma configuração complexa de múltiplos níveis de regras que se relacionam ao longo do tempo e se sucedem. Neste sentido, a presente pesquisa avançou ao identificar a emergência de regras, oriunda das teorias usadas, como uma qualidade nova e central, que em múltiplos níveis, compõe as configurações, que evoluem ao longo do tempo. Este avanço possibilitou estudar a história econômica do IRGA, não da perspectiva operacional, mas da perspectiva das regras genéricas, de maior nível, e das regras de menor nível associadas à regra genérica, numa perspectiva de configurações dinâmicas que evoluem, focado em inovações. A lógica abdutiva possibilitou avanços metodológicos na aplicação do método de análise qualitativa comparativa (QCA) no estudo das dinâmicas de configurações, já que o método tinha até então, sido aplicado numa abordagem estática. Os resultados indicaram, ainda, a presença de cinco regras genéricas no contexto de pesquisa do IRGA. O IRGA inseriu predominantemente, em suas atividades, de pesquisa a regra genérica de mais produtividade agrícola. As regras genéricas de gestão ambiental da propriedade agrícola, aumento do consumo do arroz, aumento da renda para o produtor foram inseridas nas atividades de pesquisa de modo marginal. A regra genérica denominada de negócios ambientais nas beneficiadoras de arroz ainda não foi inserida nas atividades de pesquisa do IRGA. A dinâmica de inserção destas regras genéricas no IRGA ocorre através de oito configurações de regras de nível zero e de segunda ordem, que seguem um conjunto de fases que foram denominadas de pré-distúrbio, origem, adoção, retenção e declínio. Uma característica nesta dinâmica é de que somente ocorreu a mudança de fase da regra genérica quando determinadas regras de segundo e de ordem zero estavam presentes. Como as fases de evolução das regras genéricas ocorreram em diferentes anos, no período entre 1969 e 2009, a combinação destas fases gerou seis configurações temporais de regras para inovação no IRGA. / Two themes are characteristic of the organizations on the current context. One is already established that is the increasing innovations speed. The other one is the need to incorporate the sustainability‘s emerging perspective in innovation practices. The Neo-Schumpeterian Theory seeks to obtain a domain on these dynamic phenomena of the economic reality, in which the innovation, especially technological, is identified as its greater propellent force. However, Hanusch and Pyka (2007) criticize the Neo-Schumpeterian Theory for understanding that the development of modern economic systems incorporate the technological innovation, as well as the organizational innovation, institutional, and social. Therefore, the new frameworks for the economic systems studies would need to incorporate some complexity features through traffic in different and relevant theories, taking into account the Neo-schumpeterian Theory roots, which they themselves do not do. Thus, the overall objective of this research was to propose an inter-theoretical and complex framework on the innovation dynamics and to make its application at the IRGA (Instituto Rio-Grandense de Arroz - Rice Institute of Rio Grande do Sul State, Brazil). We used the case study methodology. Data were collected by some interviews and from some documents. Each of the used methodology steps was supported in a priori study on methods that captured the complexity characteristics. The economic system‘s theoretical concept as a complex configuration of the multiple rules levels related over the time, and that succeed itself, came from an abductive logic use from the methodology, with constant goings and comings among the theoretical concepts a priori constructed, and from the empirical information from the field. In this sense, this research has advanced when identified the rules emergence, derived from the used theories as a new quality and centered, which at multiple levels composes the configurations that evolve over the time. This advance allowed the IRGA‘s economic history study, not from the operational perspective, but from the general rules perspectives of highest level and from the lowest level associated with the general rules perspectives, at a dynamic configurations perspective that evolve focusing on innovations. The abductive logic allowed the methodological advances in the method application of comparative and qualitative analysis (CQA) in the study of the configurations dynamics, since the method had until then been applied on a static approach. The results also indicated the presence of five generic rules in the context of the IRGA research. The IRGA inserted predominantly the general rule of most agricultural productivity in its research activities. The general rules of the farm environmental management, the increased rice consumption, and the increased income for producers have been included in the research activities marginally. The general rule of environmental affairs in the rice processing has not been incorporated into the IRGA research activities. The insertion dynamic of these general rules occurs through eight rules of level zero and second order configurations, which follow a stages set that were identified as pre-disturbance, origin, adoption, retention, and decay. A dynamic characteristic is that there was only a phase change of the general rule when certain rules of the second and zero order were present. As the phases of the generic rules development occurred in different years, from 1969 to 2009, these phases combination generated six rules temporal configurations for innovation in the IRGA.

Doctor of Philosophy / Plant Pathology / Frank F. White / Rice and wheat are two major crops that suffer losses from the diseases of bacterial blight and bacterial leaf streak, which are caused by Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo) and Xanthomonas translucens pv. undulosa (Xtu), respectively. Transcriptional-Activator Like (TAL) effectors, a special family of type III effector proteins from Xanthomonas, have been demonstrated as critical virulence factors that act by inducing corresponding susceptibility (S) genes in several disease complexes of plants. In this study, I analyzed the contributions of TAL effectors from Xoo and Xtu to virulence and in modulating host gene expression to enhance susceptibility. Specifically, the TalC effector from the African Xoo strain AXO1947 was identified as a critical virulence factor, which functions by promoting expression of the gene OsSWEET14 in rice. TalC is interchangeable with other major TAL effectors from Asian strains of Xoo on the basis of functional complementation. The TAL effector PthXo2 from the Asian Xoo strain JXO1 is a major virulence factor and contains 21.5 repeats in the central repetitive region that targets OsSWEET13 in indica rice varieties but not in japonica rice varieties. A one repeat deletion in the PthXo2 effector enabled effector specificity to switch from indica rice to japonica rice. TAL effector genes from a genomic analysis of the Xtu strain XT4699 and related strains were characterized with regards to their involvement in virulence and the modulation of host gene expression in the Chinese Spring wheat cultivar. The identification of TAL effectors with virulence contributions and their target S genes is important for understanding the virulence mechanisms of Xanthomonas bacteria and promises to provide new strategies for disease control.

La diversité d’une espèce est représentée par la somme de la diversité de chacun des individus qui la compose. Elle peut être observée à différentes échelles : individuelle, organique, tissulaire, cellulaire, génomique, génique, ou bien à l’échelle de la base nucléotidique. L’étude de la diversité d’une espèce est importante pour mieux la comprendre et nous permettre de retracer son histoire évolutive, de la comparer avec d’autres espèces notamment entre espèces sauvages et cultivées. Nous nous intéressons aux processus de domestication, et particulièrement à leurs impacts sur la structure du pan-génome. Le pan-génome est divisé en trois compartiments : (i) le core-génome qui contient tous les gènes présents chez tous les individus de l’espèce ; (ii) le génome dispensable qui contient l’ensemble des gènes qui sont absents chez au moins un individu ; (iii) et enfin le génome individu-spécifique qui contient les gènes présents uniquement chez un individu.L’objectif de ce travail de thèse était de mettre au point une nouvelle méthode d’analyse pan-génomique applicable sur un grand nombre d’individus. Pour cela, nous avons travaillé sur un jeu de données de reséquençage massif du riz Africain cultivé O. glaberrima et de son ancêtre sauvage O. barthii. Dans un premier temps nous avons vérifié l’existence d’une structure pan-génomique sur notre modèle. Pour cela nous avons travaillé à petite échelle avec trois accessions de l’espèce cultivée. Elles ont d’abord été séquencées, assemblées, annotées puis nous avons cherché à détecter des séquences spécifiques à chacune de ces accessions.Dans un second temps nous avons mis au point notre méthode en travaillant avec près de 200 génomes des deux espèces.Ces génomes ont été séquencés grâce aux technologies NGS puis directement mappés sur un génome de référence externe, celui du riz Asiatique. Nous avons alors appliqué notre méthode d’analyse pan-génomique basée sur la déviation de la profondeur deséquençage pour chaque gène. Nous avons ensuite comparé les enrichissement d’ontologies par compartiments et par espèce dans le but d’identifier des différences liées aux processus de domestication. Enfin, nous avons étudié plus précisément les appartenances pan-génomiques des membres de famille de gènes.Parce que le pan-génome de l’espèce cultivé est plus petit que le core-génome de l’espèce sauvage nous avons confirmé la perte de diversité en terme de présence/ absence de gènes chez le riz Africain au cours du processus de domestication. Curieusement nous avons aussi mis en avant l’augmentation du nombre de gènes dispensable chez l’espèce cultivée par rapport à son relatif sauvage.Ainsi, malgré une forte réduction du pan-génome de l’espèce cultivé lors de la « première » sélection, les 1000 générations de processus de domestication ont suffit à réintroduire une forme de diversité à travers l’augmentation du nombre de gènes dispensables.Afin d’automatiser une grande partie des manipulations d’analyses de données NGS nous avons aussi développé un outil de génération de pipelines d’analyses. De part sa généricité et sa robustesse il pourra être utilisé dans différents domaines, pour plu-sieurs types de données. Grâce aux nombreux logiciels qui y sont intégrés et de par le suivi que l’équipe de développement entend poursuivre, il pourra être utilisé dans la caractérisation de plus en plus de choses. Par exemple les variations structurales, les associations génotypes-phénotypes, l’épigénétique et pourquoi pas la métagénomique.Ce travail a permis la mise au point d’une nouvelle méthode d’analyse des données pan-génomiques rapide de par sa vision globale plutôt que via des comparaisons deux-à-deux. Cette méthode s’adresse aux génomes grands et complexes comme ceux des plantes, mais aussi aux jeux de données massifs. / Species diversity is represented by the sum of the diversity of each of the individuals composing it. It can be seen at differents cales: individual, organic, tissular, cellular, genomic, gene, and even nucleotic. The study of the diversity of species is important to better understand and allow tracking its evolutionary history, comparing it to other species, in particular wild to cultivated. We focused on the domestication, and particularly its impact on the pan-genome structure.The pan-genome is divided into three compartments: (i) the core-genome containing all the genes present in all individuals of the species; (ii) the dispensable genome containing all genes absent in at least one individual; (iii) and finally the individual-specific genome containing genes present only in one individual.The objective of this thesis was to develop a new method for pan-genomic analysis that can apply to a large number of indi-viduals. For this, we worked on a massive resequencing data set of cultivated African rice O. glaberrima and of its wild ancestor O. barthii. At first we checked the existence of a pan-genomic structure on our model. For this we worked on a small scale, with three accessions of cultivated species. They were sequenced, assembled, annotated then analyzed to detect specific sequences for each accession.Secondly we developed our approach working with nearly 200 genomes of both species. These genomes were sequenced using Illumina technology and mapped to the external reference genome, of the Asian rice. We applied our pan-genomic method analysis based on the deviation of the depth of sequencing for each gene. We then compared the ontology enrichment compartments and species in order to identify differences related to the domestication process. Finally, we looked specifically to pan-genomic genes belonging to gene family. Because the pan-genome of the cultivated species is smaller than the core-genome of the wild one, we confirmed the loss ofdiversity in terms of presence/ absence of genes in African rice during the domestication process. Curiously we have also high lighted the increase in the number of dispensable genes in the crop from its wild relative. Thus, despite a sharp reduction of the pan-genomeof the species cultivated in the “first” selection, the 1,000 generations of domestication process were enough to reintroduce a formof diversity through increasing the number of dispensable genes.To automate much of the data analysis of NGS manipulations we have also developed a tool to generate analysis pipelines.Due to its generic and robustness it can be used in different areas, for several types of data. With many softwares integrated and by monitoring that the development team will continue, it may be used in the characterization of more and more things. For example,structural variations, genotype-phenotype associations, epigenetics and metagenomics. This work enabled the development of a new analytical method for rapid genome-wide data through its global vision ratherthan through two by two comparisons. This method is for large and complex genomes such as those of plants, but also to massivedata sets.

While in the traditional agricultural management soil attributes variability used in the crop production has not been considered, the site-specific management aims to identify this variability. The main objective of the present work was to compare the site-specific management to the traditional management in the flooded rice crop describing the techniques and identifying economical and technicals factors that provide a viability analysis. For this reason, an experiment was carried out in a commercial flooded rice field with application of site-specific management techniques. The methodology consisted in the elaboration of soil attributes, management and yield maps and the correlations among these maps were used to elaborate maps of fertilizers application variable rate. The results showed variability in the flooded rice yield. The higgest positive correlations between the rice yield and soil attributes were verified for calcium and magnesium and the higgest negative correlations were for exchangeable aluminum and aluminum saturation. The application of lime at variable rate reduced the total amount lime used when compared to the application at the fixed rate and increased the profit margin yield, providing profitability of 71% with the operation. The results showed the technical and economical viability of use site-specific management techniques in the flooded rice crop. / Enquanto que no gerenciamento agrícola tradicional a variabilidade de atributos de solo utilizados na produção vegetal não tem sido considerada, o manejo localizado visa identificar esta variabilidade. O presente trabalho objetivou comparar o manejo localizado com o manejo tradicional na cultura do arroz irrigado, descrevendo as técnicas e identificando fatores técnicos e econômicos que proporcionam uma análise de viabilidade. Por esta razão, foi conduzido um experimento em uma lavoura comercial de arroz irrigado com aplicação de técnicas de manejo localizado. A metodologia consistiu na elaboração de mapas de atributos de solo, manejo e produtividade da cultura e as correlações entre estes mapas foram utilizadas para elaborar mapas de aplicação de fertilizantes à taxa variável. Os resultados mostraram variabilidade na produtividade de arroz irrigado. As maiores correlações positivas entre produtividade de arroz e atributos de solo foram verificadas para cálcio e magnésio e as maiores correlações negativas para alumínio trocável e saturação por alumínio. A aplicação de calcário em taxa variável reduziu a quantidade de calcário necessária comparada à aplicação em taxa fixa e incrementou a margem líquida na produção, proporcionando uma lucratividade de 71% com a operação. Os resultados mostram viabilidade técnica e econômica para utilização das técnicas de manejo localizado na cultura do arroz irrigado.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The objective of this study was to evaluate the characteristics of non-integrant parts of steers and heifers, feedlot fed with high-grain diets. Were used forty-five cattle were used in two categories, with 21 heifers with initial age of 32 months and 24 steers with initial age of 20 months, from the crossing between Charolais and Nellore. The animals were assigned to treatments as according energy source in the diet, being these: rice; white oat or corn, being seven heifers and eight bulls for each diet. The animals were confined until, by estimate, hot carcass weight of 220 kg. A complety randomized experimental design was completely randomized in 3 x 2 factorial arrangement (three food treatments and two categories). Slaughter weights were higher for cattle fed with white oat (449.3 kg) or corn (430.4 kg) compared to animals that receiving rice (401.8 kg), with higher carcass yields for animals than received corn. For the relationship between the empty body weight and slaughter weight of cattle also was no difference between the diets used and the major relationship was observed for animals that received corn (88.3%) compared to animals fed with rice (84.9%) or oat (84.1%). The exception of heart fat, in different forms of expression, and abomasal fat, expressed in relation to the empty body weight, for the remaining fat deposits, animals fed rice showed lower values. Regarding of animal category, the steers showed greater development of internal organs in different expression forms and legs and total of peripheral components, expression in relation to the empty body weight, while heifers showed higher weight for omasum and higher deposition in total fat. Weights and yields of commercial cuts sidecut and sawcut were higher for cattle fed with white oat or corn. For the forequarter weight and arm circumference, animals that received corn were higher than the animals that received rice, with intermediate behavior for cattle fed with white oat. Animals that received rice showed tenderness (5.15 points) and palatability (5.46 points) lower compared those were fed white oat (5.73 and 6.40 points, respectively) or corn (6.04 and 6.45 points, in the same order). According as the animal categories, steers showed higher percentage of forequarter (38.00 against 37.4%), while heifers showed greater carcass length (126.0 against 123.1 cm). The use of high-grain diets based on corn or white oat in finishing cattle results in a higher development of internal organs and the digestive tract, produce carcasses with higher weight and adequate fat deposition and with higher yields of commercial cuts, while feeding with rice produce lean meats, however reduces the carcass weight, with higher chilling loss and less tenderness meat. The production of heifers or steers feedlot finished ensures similar organleptic meat products. / O presente estudo teve por objetivo avaliar as características pós-abate de novilhos e novilhas, terminados em confinamento alimentados com dietas de alto grão. Utilizaram-se 45 bovinos de duas categorias, sendo 21 novilhas com idade inicial de 32 meses e 24 novilhos com idade inicial de 20 meses, oriundos do cruzamento entre as raças Charolês e Nelore. Os animais foram distribuídos nos tratamentos conforme a fonte energética utilizada na dieta, sendo essas: arroz; aveia branca ou milho, sendo utilizados sete novilhas e oito novilhos para cada dieta alimentar. Os animais permaneceram confinados até atingir, por estimativa, peso de carcaça quente de 220 kg. O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado, com arranjo fatorial 3 x 2 (três tratamentos alimentares e duas categorias de bovinos). Os pesos de abate foram superiores para os bovinos alimentados com aveia branca (449,3 kg) ou milho (430,4 kg) em relação aos animais que receberam arroz (401,8 kg), com maiores rendimentos de carcaça para os animais que receberam milho. Para a relação entre os pesos de corpo vazio e de abate dos bovinos também ocorreu diferença entre as dietas alimentares utilizadas sendo que a maior relação foi observada para os animais que receberam milho (88,3%) comparada aos animais alimentados com arroz (84,9%) ou aveia branca (84,1%). A exceção das gordura de coração, nas diferentes formas de expressa, e da gordura abomasal expressa em relação ao peso de corpo vazio, para os demais depósitos de tecido adiposo, os animais alimentados com arroz apresentaram menores valores. Com relação a categoria animal, os novilhos apresentaram maior desenvolvimento dos órgãos internos nas distintas formas de expressão, e das patas e total de componentes periféricos expressos em relação ao peso de corpo vazio, enquanto as novilhas apresentaram maior peso de omaso e maior deposição no total de gorduras. Os pesos e rendimentos dos cortes comerciais costilhar e serrote foram superiores para os bovinos que receberam aveia branca ou milho. Para o peso de dianteiro e perímetro de braço, animais que receberam milho foram superiores aos animais que receberam arroz, com comportamento intermediário para os bovinos que receberam aveia branca. Animais que receberam arroz apresentaram maciez (5,15 pontos) e palatabilidade (5,46 pontos) inferiores em relação aqueles que foram alimentados com aveia branca (5,73 e 6,40 pontos, respectivamente) ou milho (6,04 e 6,45 pontos, citados na mesma ordem). Quanto as categorias animais avaliadas, novilhos apresentaram maior rendimento de dianteiro (38,00 contra 37,4%) ao passo que novilhas demonstraram maior comprimento de carcaça (126,0 contra 123,1 cm). A utilização de dietas de alto grão a base de milho ou aveia branca na terminação de bovinos acarreta em maior desenvolvimento de órgãos internos e do trato digestório, produz carcaças mais pesadas, com adequada deposição de gordura e com melhor rendimento dos cortes principais da carcaça enquanto a alimentação com arroz em dietas de alto grão produz carnes mais magras, porém reduz o peso de carcaça, com maior perda ao resfriamento e carne de menor maciez. A produção de novilhas ou novilhos confinados assegura produtos cárneos de qualidades organolépticas similares.

The present study aimed at assessing the zootechnical parameters, metabolic responses and body nutrient deposition in silver catfish (Rhamdia quelen) regarding partial substitution of fish meal to intermediary residue from rice alcohol distilleries (IRAD). A total of 375 silver catfish juveniles were distributed in 15 boxes of 125 L each (25 fish/box) connected with a water recirculation system during 60 days. Three isoproteic and isoenergetic diets (IRAD0: without IRAD addition, IRAD25 - 25% substitution of PB of fish meal with PB from IRAD, and IRAD50 - 50% substitution of PB of fish meal with PB from IRAD) were formulated. The animals were fed three times a day until apparent satiety. At the end of the experiment (60 days), zootechnical parameters (full length, total weight, weight gain, specific growth rate, feed conversion ratio, final biomass and food intake) and somatic indexes digestivesomatic, hepatosomatic and intestinal quotient were evaluated. Glucose, total proteins, albumin, total cholesterol and triglycerides in the blood, and glucose, glycogen, proteins and free amino acids in the hepatic tissue were also evaluated. In addition, the body composition of nutrients (moisture, ash, fat and protein), protein deposition and body fat were evaluated. Animals fed the IRAD0 presented significantly higher (P <0.5) total consumption, followed by treatments IRAD25 and IRAD50, respectively. Likewise, significant differences (P <0.05) were found for the final weight (FW), final biomass (FB), weight gain (WG) and specific growth rate (SGR), where treatment animals IRAD0 presented the best values in animal performance when compared to those submitted to IRAD25 and IRAD50 treatments, which in turn presented a significant reduction with the increasing inclusion of IRAD. The highest feed conversion rate (FCR) was observed for the IRAD50 treatment, differing from the treatments IRAD0 and IRAD25. The highest levels of glucose, total proteins and plasmatic albumin were observed in fish fed with IRAD50. The levels of hepatic glycogen, glucose, free amino acids and hepatic protein were higher in fish fed with IRAD50 diet compared to the animals that received the IRAD0 and IRAD25 diets. The IRAD0 treatment presented the highest level of PD, differing from IRAD50 treatment. The other evaluated parameters did not differ between them. Even though IRAD presented a high protein concentration, for this study, it negatively affected fish performance. Thus, further studies on assessing the protein quality of IRAD are necessary in order to effectively apply it on fish nutrition. / Este trabalho teve como objetivo avaliar parâmetros zootécnicos, respostas metabólicas e deposição corporal de nutrientes de jundiás (Rhamdia quelen) em resposta à substituição parcial da farinha de peixe pelo resíduo intermediário de destilarias de álcool de arroz (RIDA). Ao todo 375 juvenis de jundiá (3,56±0,6 g) foram distribuídos em 15 caixas de 125 L (25 peixes/caixa) interligadas em um sistema de recirculação de água por um período de 60 dias. Foram formuladas três dietas isoproteicas e isoenergéticas (RIDA0: sem adição do RIDA, RIDA25 - 25% da PB da farinha de peixe substituída pela PB do RIDA e RIDA50 - 50% da PB da farinha de peixe substituída pela PB do RIDA). Os animais foram alimentados três vezes ao dia, até a saciedade aparente. Ao final do período experimental (60 dias), foram avaliados os parâmetros zootécnicos (comprimento total, peso final, ganho em peso, taxa de crescimento específico, conversão alimentar aparente, biomassa final e o consumo de alimento) e índices digestivo somáticos, hepatossomático e quociente intestinal. Também foram avaliados glicose, proteínas totais, albumina, colesterol total e triglicerídeos no plasma e glicose, glicogênio, proteínas e aminoácidos livres no tecido hepático. Além disso, foi avaliada a composição corporal de nutrientes (umidade, cinzas, gordura e proteína), deposição de proteína (DPC) e gordura corporal (DGC). Os animais alimentados com a ração RIDA0 apresentaram significativamente maior consumo total, seguido pelos tratamentos RIDA25 e RIDA50, respectivamente. Da mesma forma, foram encontradas diferenças para as variáveis peso final (PF), biomassa final (BF), ganho em peso (GP) e taxa de crescimento específico (TCE), onde os animais do tratamento RIDA0 apresentaram valores superiores quando comparado aos animais submetidos aos tratamentos RIDA25 e RIDA50 que, por sua vez, apresentaram redução significativa nestes parâmetros com a inclusão crescente do RIDA. A conversão alimentar (CAA) mais elevada foi observada para o tratamento RIDA50, diferindo dos tratamentos RIDA0 e RIDA25. Foram observados níveis mais elevados de glicose, proteínas totais e albumina plasmática nos peixes alimentados com a dieta RIDA50. Os níveis de glicogênio hepático, glicose, aminoácidos livres e proteína hepática foram mais elevados nos peixes alimentados com a dieta RIDA50 comparado aos animais que receberam as dietas RIDA0 e RIDA25. O tratamento RIDA0 apresentou o nível mais elevado de DPC, diferindo do tratamento RIDA50. Os demais parâmetros avaliados não diferiram entre si. Apesar do RIDA apresentar alta concentração de proteína, neste estudo, afetou negativamente o desempenho dos peixes. Diante disso, ainda são necessários novos estudos visando avaliar a qualidade da proteína deste ingrediente para aplica-lo de forma eficiente na nutrição de peixes.