Materiais híbridos orgânico-inorgânicos podem ser preparados através do processo sol-gel e têm aplicações em diversas áreas tais como: biomateriais, catálise, óptica, membranas, cromatografia, eletroquímica, revestimentos de superfícies metálicas. Óleos vegetais podem ser utilizados como componentes orgânicos na preparação desses filmes híbridos e, por serem biodegradáveis e oriundos de fontes naturais e renováveis, constituem-se em interessante matéria-prima do ponto de vista ambiental. O objetivo deste trabalho foi obter filmes híbridos orgânico-inorgânicos a partir de diferentes óleos de soja funcionalizados para serem utilizados em revestimentos de proteção à corrosão de superfícies metálicas, em substituição aqueles à base de cromo. Foram utilizados como precursores orgânicos o óleo de soja epoxidado (OSE) e óleos hidroxilados obtidos pela reação do OSE com ácido fórmico (OSH), etilenoglicol (OSHG) e meso-eritritol (OSHmeso). Esses precursores orgânicos foram combinados com tetraetoxissilano (TEOS) ou com a mistura 3-aminopropiltrietoxissilano (APTES)/TEOS por hidrólise in situ do precursor inorgânico. Neste trabalho otimizaram-se as condições reacionais para a obtenção dos filmes híbridos, variando-se as proporções dos constituintes (precursor inorgânico, óleo de soja funcionalizado, água e solvente), a natureza do precursor sol-gel, o tempo de pré-cura e a taxa de aquecimento no processo de cura. Os filmes macroscopicamente homogêneos foram caracterizados por RMN de 29Si, espectroscopia de infravermelho com transformada da Fourier utilizando reflexão total atenuada (ATR-FTIR), termogravimetria (TGA), gravimetria, microscopia eletrônica de varredura (MEV), inchamento em hexano e extração em tolueno, adesão e dureza. Os filmes híbridos que apresentaram as melhores características considerando os resultados dos testes de adesão, dureza, inchamento e extração foram os sistemas óleo de soja hidroxilado com valor de OH igual a 198 e TEOS e o óleo de soja epoxidado modificado com 3-aminopropiltrietoxissilano e TEOS. / Organic-inorganic hybrids materials can be prepared by the sol-gel process and have applications in biomaterials, catalysis, optics, membranes, chromatography, electrochemistry and coatings. Vegetable oils can be used as organic component for the preparation of these materials and, as they are biodegradable and obtained from natural and renewable sources, they are very interesting from the environmental point of view. The objective of this work was to obtain organic-inorganic hybrid films that could be used in corrosion protection coatings for metallic surfaces in substitution of those processes that use chromium. Epoxidized soybean oil (OSE) and hydroxylated soybean oil prepared by the reaction of OSE with formic acid (OSH), ethylene glycol (OSHG) or meso-erythritol (OSHmeso) were used as organic components. Hybrid films were prepared by in situ hydrolysis reaction using these organic precursors and tetraethoxysilane (TEOS) or a mixture of 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES)/TEOS. In this work the reactions conditions were optimized, changing the constituent proportions (inorganic, functionalized soybean oil, water and solvent), the sol-gel precursor, the pre-curing time, and the conditions of the cure process. The macroscopically homogeneous films obtained were characterized by 29Si NMR, Attenuated Total Reflectance/Fourier Transform Infrared Spectroscopy (ATR-FTIR), Thermogravimetric Analysis (TGA), Scanning Electron Microscopy (SEM) including Energy Dispersive Spectroscopy (EDX), swelling in hexane and extraction in toluene, adhesion on aluminum plate and hardness. The hybrid films that showed the best characteristics considering the results of swelling in hexane and extraction in toluene, adhesion on aluminum plate and hardness tests were those prepared with systems hydroxylated soybean oil with OH values of 198 and TEOS and the modified soybean oil with 3-aminopropyltriethoxysilane and TEOS.

A busca de rendimentos elevados na cultura da soja, pressupõe o entendimento dos fatores responsáveis pela variabilidade dos parâmetros de planta que contribuem para o rendimento, e o desenvolvimento de metodologias para a avaliação destes parâmetros, em condições de lavoura. Como objetivos, o presente trabalho procurou estudar metodologias para a determinação do potencial de rendimento da soja durante a ontogenia, e avaliar a variabilidade existente em comunidades, por técnicas de geoestatística. Experimentos foram realizados na Estação Experimental Agronômica da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (EEA/UFRGS), localizada em Eldorado do Sul, RS, no período de 1996 a 2001. Parte do trabalho enfocou a determinação do potencial de rendimento da soja durante a ontogenia. Para que se possa elevar o rendimento é necessário entender o comportamento do potencial. Para tanto, utilizou-se metodologias baseadas na quantificação das estruturas reprodutivas da soja, com acompanhamento temporal de cultivares diferenciadas, durante a ontogenia. Outra etapa experimental constou da análise espacial e temporal da produção de grãos e seus componentes, em uma comunidade de plantas de soja, manejada como uma lavoura comercial. Nesta última utilizou-se, além de técnicas estatísticas usualmente empregadas na experimentação agrícola, procedimentos de geoestatística para a caracterização da variabilidade espacial e temporal presentes na área O trabalho demonstrou a existência de padrões similares entre cultivares e anos, para o potencial de rendimento e sua perda durante a ontogenia. Também evidenciou que é possível determinar a variabilidade espacial e temporal de comunidades de soja, mesmo trabalhando-se em nível de planta, e a capacidade das técnicas geoestatísticas em auxiliar na visualização de tal variabilidade. As técnicas empregadas podem servir de base para estudos aplicados, onde sua utilização pode ser uma ferramenta importante no manejo de áreas onde se busca maior precisão na agricultura, para aumentar o rendimento de grãos.

A fixação biológica do nitrogênio é capaz de suprir toda demanda de nitrogênio da cultura da soja. Entretanto, diversos fatores podem impedir a expressão da máxima eficiência deste processo. Tanto a semeadura quanto o preparo do solo geram mobilização, que favorece a mineralização da matéria orgânica. Este nitrogênio mineralizado pode ser suficiente para limitar a fixação biológica, mas insuficiente para suprir toda necessidade da cultura. Assim os objetivos deste trabalho foram: (Estudo I) avaliar a resposta à inoculação da soja a campo sob diferentes sistemas de manejo; (Estudo II) verificar a existência de interações entre estirpes de Bradyrhizobium e cultivares de soja, que sejam mais tolerantes a presença do nitrogênio mineral; (Estudo III) avaliar a variabilidade genética de estirpes de Bradyrhizobium após introdução no solo; e identificar as estirpes presentes nos nódulos coletados no campo. (Estudo I) Avaliou-se o número e massa de nódulos, além da massa da parte aérea e o teor de nitrogênio de plantas de soja coletadas e o teor de nitrogênio mineral do solo em experimento de campo. (Estudo II) A verificação de interações entre Bradyrhizobium e cultivares de soja resistentes ao nitrogênio mineral foi realizada em casa de vegetação, utilizando-se vasos do tipo Leonard com solução nutritiva. Adicionaram-se concentrações de 0, 8, 16 e 24mM de nitrogênio, quatro cultivares de soja e quatro estirpes de Bradyrhizobium. (Estudo III) A variabilidade genética e a caracterização sorológica dos rizóbios introduzidos no solo foram avaliadas em isolados obtidos de nódulos de plantas de soja sob diferentes sistemas de manejo. (Estudo I) Houve resposta à inoculação em termos de aumento da nodulação, massa da parte aérea e nitrogênio total no tecido de plantas de soja no experimento de campo. (Estudo II) Encontrou-se variação na magnitude da tolerância da FBN, ao aumento do teor de nitrogênio mineral, dependendo da cultivar de soja, sendo a BRS-Torena a mais tolerante, e da estirpe de Bradyrhizobium, sendo as SEMIA 587 e SEMIA 5019 mais resistentes. (Estudo III) A variabilidade genética foi maior no plantio direto do que no plantio convencional, maior na adubação mineral, do que na adubação orgânica, e maior no cultivo de trigo ou aveia do que na aveia e ervilhaca. Dentre as estirpes utilizadas a SEMIA 587 e SEMIA 5019, apresentaram uma ocupação nodular de 92% caracterizando-as como mais competitivas. / The biological nitrogen fixation can supply all needed nitrogen to soybean. However, several factors can affect the expression of the maximum efficiency of this process. Both sown and soil mobilization can increase soil organic matter mineralization and it can release nitrogen to soil solution, which can be enough to limit the biological fixation, but insufficient to supply all the needs of the soybean N. The aimed of this research was: (Study I) to evaluate the soybean response to inoculation under different management systems; (Study II) to verify the existence of interactions among Bradyrhizobium strains and soybean genotypes which are more tolerant to the presence of mineral nitrogen; (Study III) to evaluate the genetic variability of Bradyrhizobium strains after their introduction into the soil and to identify the strains present in soybean nodules collected in the field. (Study I) The nodules were counted and the dry mass measured. They also was measured the nitrogen content, the dry mass of soybean plant and the soil mineral nitrogen in field experiment. (Study II) The interactions among Bradyrhizobium and resistant to mineral nitrogen soybean genotypes were carried out in Leonard jars with nutritious solution. In this experiment it was used four nitrogen doses (0, 8, 16 and 24mM), four soybean genotypes and four Bradyrhizobium strains. (Study III) The genetic variability and nodules occupancy of the rhizobia introduced in the soil were evaluated in isolated microorganisms obtained from soybean nodules collected in the field. (Study I) The inoculation positively affected the number of nodules and its mass, the above ground dry mass and nitrogen content. (Study II) The tolerance of BNF to increasing of mineral nitrogen was variable and it was dependent of soybean genotype (BRS-Torena the most tolerant) and of Bradyrhizobium strain (SEMIA 587 and SEMIA 5019 more resistants). (Study III) The genetic variability was larger in the no tillage than in the conventional tillage, larger in the mineral fertilization than in the organic. Similar fact was observed in the wheat or oat cultivation compared with oat and hairy vetch. The SEMIA 587 and SEMIA 5019 presented a nodule occupation of 92% characterizing them as more competitive Bradyrhizobium strains.

O Estado do Rio Grande do Sul é um dos grandes produtores nacionais de soja, o que justifica o uso de técnicas de sensoriamento remoto para o monitoramento da cultura em tempo real. O objetivo geral da pesquisa foi analisar as respostas espectrais da cultura da soja ao longo do ciclo, submetida a diferentes sistemas de preparo do solo e níveis de irrigação. O experimento foi conduzido em uma área de 0,5ha, localizada na Estação Experimental Agronômica da UFRGS, em Eldorado do Sul. A cultivar utilizada foi a FEPAGRO RS-10, com espaçamento entre linhas de 0,40m e uma população de 400.000 plantas/ha. Durante todo o ciclo foram realizadas medições de reflectância do dossel de plantas e do solo entre 11 e 13 horas, utilizando o telescópio do espectrorradiômetro marca LI-COR, modelo LI-1800. Para as determinações em folíolos de soja em laboratório, utilizou-se a esfera integradora acoplada ao espectrorradiômetro. Foram realizadas, também, algumas medições de parâmetros de planta. Os resultados mostraram que o manejo influencia o desenvolvimento das plantas, estando diretamente relacionado às diferenças nas respostas espectrais. O desenvolvimento dos folíolos de soja está associado a um aumento da absortância e conseqüente diminuição da reflectância e da transmitância. A reflectância do solo descoberto úmido se diferenciou dos demais solos, reforçando a necessidade do uso de índices de vegetação que considerem a reflectância do solo. Sobre o dossel de soja foram constatadas diferenças de reflectância entre as datas, comprovando ser a reflectância um indicador adequado da condição de crescimento e desenvolvimento das plantas. Os tratamentos irrigados apresentaram valores de reflectância superiores aos tratamentos não irrigados na porção do infravermelho próximo. Os índices de vegetação foram eficientes no monitoramento da cultura da soja, mas somente o Índice de Vegetação Perpendicular (PVI) e o Índice de Vegetação Ponderado (WDVI) diferenciam dosséis segundo a condição hídrica e sistema de preparo do solo. Funções ajustadas entre índices de vegetação e parâmetros de planta podem ser utilizadas para o monitoramento da cultura da soja utilizando técnicas de sensoriamento remoto. / The state of Rio Grande do Sul is one of the greatest Brazilian soybean producers, which justifies using remote sensing techniques to crop monitoring in actual time. The purpose of this study was to analyze some spectral responses of soybean during the crop cycle, submitted to different tillage systems and irrigation levels. The experiment was carried out in an area of 0.5 ha, located in the Estação Experimental Agronômica of UFRGS, in Eldorado do Sul, Rio Grande do Sul, Brazil. The cultivar used was the Fepagro RS-10, with row spacing of 0.40 m and a population of 400,000 plants per hectare. During the crop cycle, reflectance of plants and soil was measured between 11am and 1pm, using the telescope of a spectroradiometer LI-COR, model LI-1800. To carry out the determinations in soybean leaflets in the laboratory, the spectroradiometer integrating sphere were used. Some measurements of plant parameters were also performed. The results showed that the management has influenced the plants development which is directly related to the spectral responses. The development of soybean leaflets is associated to the increasement in absortance and consequent reduction in reflectance and transmittance. The moist bare soil is distinct from the others, reinforcing the need for using vegetation index by considering the reflectance of the soil. Differences in reflectance above the soybean canopy were found between the dates, showing that the reflectance is an indicator of plant growth and development conditions. The irrigated soybean crops showed higher reflectance values than those of non-irrigated plants in the near infrared portion. The vegetation indices were efficient for soybean monitoring, but only the Perpendicular Vegetation Index (PVI) and Weight Difference Vegetation Index (WDVI) differentiate canopies according water condition and tillage systems. Adjusted functions among vegetation indices and plant parameters can be used for soybean monitoring by using remote sensing techniques.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2018-01-30T03:18:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 349700.pdf: 1368390 bytes, checksum: 766a8792c9f1f48a9a9749afda021df5 (MD5) Previous issue date: 2017 / Visando atender ao compromisso firmando no Tratado de Quioto, o governo brasileiro iniciou o Programa Nacional de Produção e Uso de Biodiesel. Para atender ao aumento na demanda deste combustível a produção aumentou em mais de dez vezes nos últimos 10 anos. A principal fonte oleaginosa é o óleo de soja. Para manter a competitividade do setor, outras matérias-primas têm sido avaliadas Entre elas, as residuais, por apresentarem menor custo. O processamento de resíduos apresenta desafio devido a impossibilidade do emprego de processos convencionais já consolidados no mercado. Visando preencher esta importante lacuna, este trabalho avaliou a hidroesterificação enzimática da borra de soja com uso de lipases provenientes do fungo Thermomyces lanuginosus. Os testes foram realizados em duas etapas sequenciais: iniciando pela hidrólise da matéria-prima bruta seguida da esterificação dos ácidos graxos, ambas em reator tipo batelada. Na etapa de hidrólise a melhor condição encontrada, com maior produção de ácidos graxos livres, foi com o emprego de proporção mássica de água e borra de 0,25:1, teor de 0,2% (m/m borra) de catalisador enzimático NS-40116 (Novozymes®), agitação de 450 rpm e 45 ºC, obtendo-se uma acidez final média de 25,47 ± 3,24% de desvio padrão. Sem a purificação da massa resultante da hidrólise, esta foi submetida a esterificação em reator de batelada e verificou-se a redução média da acidez em 72,85 ± 3,09%, confirmando a capacidade da enzima em hidrolisar matéria graxa e esterificar os ácidos graxos livres formados, apresentando assim uma opção para se produzir ésteres de ácidos graxos a partir de uma matéria-prima residual com o uso de processo enzimático. / Abstract : Aiming to attend to the commitment established in the Kyoto Protocol, Brazilian government established the National Program for the Production and Use of Biodiesel. To attend the increase in demand for this fuel, the production has improved more than tenfold in the last 10 years. The main oil source is soybean oil. In order to maintain the competitiveness of the sector, other raw materials have been evaluated. Among them, the residual ones, because they present a lower cost. Waste processing presents challenges due to the impossibility of using conventional processes already consolidated in the market. In order to fill this important gap, this work evaluated the enzymatic hydro esterification of soybean soap stock with the use of lipases from the fungus Thermomyces lanuginosus. The tests were carried out in two sequential stages: starting with the crude soap stock hydrolysis followed by esterification of the fatty acids, both in a batch reactor. In the hydrolysis step, the best free fatty acid production was obtained using a water and soap stock weight ratio of 0.250:1, 0.2% (w/w) of the enzyme NS-40116 (Novozymes®), agitation of 450 rpm and 45 °C, obtaining an average final acidity of 25.47 ± 3.24%. Without any purification of hydrolyzed soap stock, it was submitted to esterification in a batch reactor. The mean acid reduction was found to be 72.85 ± 3.09%, confirming the enzyme's ability to hydrolyze grease matter and to esterify the free fatty acids, thus presenting an option to produce esters of fatty acids from a residual raw material using an enzymatic process.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-03-28T18:59:39Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2838960 bytes, checksum: 4e716025d4d440cfbc2b8871ea87b73d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-28T18:59:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2838960 bytes, checksum: 4e716025d4d440cfbc2b8871ea87b73d (MD5) Previous issue date: 2013-04-16 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O objetivo geral deste trabalho foi caracterizar fisiologicamente e identificar proteínas diferencialmente expressas e fosforiladas em raízes de genótipos de soja contrastantes para tolerância à seca, sendo um tolerante (Embrapa 48) e um sensível (BR 16), de forma a melhor entender os mecanismos de resposta e identificar proteínas candidatas no desenvolvimento de estratégias para aumento da tolerância à seca. As plantas foram avaliadas em condições de plena irrigação (controle) e sob déficit hídrico imposto pela suspensão da irrigação até que as plantas atingissem os potenciais hídricos na antemanhã (Ψam) de -1,0 MPa (moderado) e -1,5 MPa (severo). As análises fisiológicas mostraram que esses cultivares exibem mecanismos diferenciais em resposta ao déficit hídrico. O cultivar Embrapa 48 retardou a desidratação em dois dias, mantendo A, ETR e ΦPSII maior mesmo sob déficit. Este resultado não foi relacionado a alterações na gs ou na composição isotópica do 13C, sugerindo a importância na condutividade hidráulica nesta tolerância, e a uma maior indução do crescimento radicular sob deficiência hídrica. Além disso, em folhas, apresentou menor dano oxidativo e a análise de perfil metabólico evidenciou um maior ajuste osmótico pelo acúmulo de açúcares e aminoácidos. Nas raízes, apresentou maior acúmulo de ácidos orgânicos, intermediários da glicólise e Ciclo de Krebs, além de aminoácidos. O cultivar tolerante também apresentou maiores níveis foliares e radiculares de ABA. Houve uma manutenção do crescimento radicular no tolerante e redução do crescimento relativo da parte aérea. A enxertia recíproca confirmou a importância da condutividade hidráulica no mecanismo de tolerância do genótipo tolerante, indicando o sistema radicular como um dos principais fatores que contribuem para a maior tolerância nesse cultivar. As proteínas diferencialmente expressas e fosfoproteínas foram analisadas através de 2D-SDS PAGE e detectadas com CCB (proteínas diferenciais) e Pro-Q DPS (proteínas fosforiladas) associadas a identificação por MS. A análise diferencial das proteínas de raízes revelou mecanismos de tolerância ao déficit hídrico relacionado aos mecanismos de respiração, metabolismo antioxidativo, metabolismo secundário e metabolismo de aminoácidos, entrando em conformidade com as diferenças encontradas no perfil metabólico. O fosfoproteoma apresentou uma correlação com o proteoma diferencial na ausência e na presença de déficit severo com muitas proteínas comuns às duas abordagens. A respiração foi o grupo cuja fosforilação foi fortemente afetada em resposta à seca, sendo representada por 12 proteínas. Adicionalmente, várias enzimas da respiração, síntese de aminoácidos e mecanismo antioxidativo, tiveram aumento em sua fosforilação sem apresentar alterações em sua abundancia, providenciando mais evidencias para a resposta diferencial da respiração na tolerância a seca em soja. A análise conjunta somente no genótipo tolerante permitiu observar que o aumento da fosforilação de uma proteína pode ser transiente com o estresse. Os resultados também sugerem um papel adicional do ABA na resposta ao estresse hídrico, induzindo cascatas cinases e aumentando a respiração para permitir a menor redução crescimento radicular em resposta a seca, o que poderia explicar o maior volume radicular observado no cultivar tolerante sob seca. A fosforilação participa nas características do proteoma com maiores níveis na abundancia e na fosforilação em muitas proteínas no tolerante. Estes resultados reforçam a visão de que a tolerância à seca é uma herança quantitativa, onde vários mecanismos estão envolvidos. / The goal of this work was the physiological comparison and identification of proteins differentially expressed and phosphorylated in roots of soybean plants with contrasting tolerance to drought (Embrapa 48, tolerant, BR 16, sensitive) with the ultimate aim of improving our understanding of the mechanisms involved in water deficit responses and identifying candidate proteins for stress tolerance engineering. Plants were evaluated under irrigated conditions (control) and under water deficit imposed by the suspension of irrigation until plants reached pre-dawn water potentials (Ψam) of -1.0 MPa (moderate) or - 1.5 MPa (severe). Physiological analyses indicate that the two cultivars exhibit different responses to water deficit. The Embrapa 48 cultivar showed a two days delay in dehydration, maintaining greater values of A, ETR and ΦPSII even under water deficit. This result was not related to alterations in gs or in 13C isotope composition, suggesting that hydraulic conductivity and induction of root growth might be important factors for this tolerance. In addition, leaves of Embrapa 48 exhibited less oxidative damage and an adjustment in metabolite profile with a higher accumulation of sugars and amino acids. Metabolite profiling of roots indicated greater accumulation of organic acids, glycolytic and Krebs cycle intermediates as well as amino acids. The tolerant cultivar also presented increased levels of ABA in both leaves and roots. Induction of root growth occurred in the tolerant cultivar with a decrease in relative growth of the aerial parts of these plants. Reciprocal grafting experiments confirmed the importance of hydraulic conductance in the tolerance mechanism of Embrapa 48, indicating the root system as one of the major factors that contributes to the greater tolerance of this cultivar. Differentially expressed proteins and phosphoproteins were analysed using 2D-SDS-PAGE, detected using CCD (differentially expressed proteins) or Pro-Q DPS (phosphorylated proteins) and identified by mass spectrometry. Differential analysis of root proteins revealed a relationship between tolerance to drought and respiration, antioxidant metabolism, secondary metabolism and amino acid metabolism, in agreement with the metabolite profiling experiments. The phosphoproteomic analysis indicated a correlation with the differential proteomic approach in the absence and presence of severe water deficit with many proteins common to the two methods. Respiration was the group in which phosphorylation was strongly affected in response to lack of water, being represented by 12 proteins. Additionally, several enzymes of respiration, synthesis of amino acids and antioxidative mechanism, had increased in its phosphorylation without changes in their abundance, providing more evidence for differential response of respiration in drought tolerance without soybean. The combined analysis for the tolerant genotype indicated that the increase in phosphorylation of a protein can be transient with the stress. The results here suggest a new role for ABA in water deficit, inducing kinase cascades and inducing respiration in order to allow lower reductions in root system under drought. The phosphorylation participates in the characteristics of the proteome with higher levels in abundance and phosphorylation of many proteins in tolerant. Altogether, data reinforce the view that drought tolerance is a quantitative trait, where several mechanisms are involved. / Tese enviada pela secretaria do curso por e-mail, em 28-03-17.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-05-05T15:38:35Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 616379 bytes, checksum: fef3fef3aec0d51c258c1bcdee6dea7c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-05T15:38:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 616379 bytes, checksum: fef3fef3aec0d51c258c1bcdee6dea7c (MD5) Previous issue date: 2001-04-02 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Visando determinar as conseqüências da seleção para alto teor protéico em sementes de soja sobre a qualidade fisiológica das mesmas e sobre a produção de grãos e verificar a correlação, e suas causas, entre estes caracteres, utilizaram-se oito populações, quatro RC 1F4 e quatro F4, sendo, cada uma, originária do cruzamento de um material portador de alto teor protéico na semente e uma variedade comercial. Procederam-se análises de variâncias e estimaram-se as médias, correlações, herdabilidades, ganhos por seleção direta, efeitos diretos e indiretos dos componentes primários da produção, sobre a mesma e de seus componentes e do teor protéico da semente, sobre a produção de proteína por planta. Pôde-se concluir que houve tendência da seleção para alto teor protéico influenciar negativamente a qualidade fisiológica das sementes, todavia, não se constituiu em fator limitante à seleção de famílias com alto teor de proteína e boa qualidade de sementes; foi possível, para a maioria das populações, manter as médias de produção de grãos e qualidade fisiológica das sementes estatisticamente iguais (p>0,05) às de seus respectivos progenitores recorrentes e obter, simultaneamente, teor protéico mais elevado que o destes progenitores; a população CD206-CR apresentou famílias com os maiores teores de proteína nas sementes e, embora tenha apresentado herdabilidade alta para esse caráter e intermediária para produção de grãos, a correlação genotípica negativa entre esses caracteres, presente nessa população, impossibilitou a sua seleção simultânea; em outras populações, foi possível selecionar famílias que apresentassem, simultaneamente, ganhos de seleção positivos quanto ao teor protéico na semente, mantendo-se a média de produção de grãos pelo menos igual à dos respectivos progenitores recorrentes; o caráter produção de proteína por planta seguiu as mesmas tendências de produção de grãos por planta, quanto às correlações; a população CD201-RC apresentou correlações positivas de teor protéico com produção de proteína por planta e produção de grãos; os três caracteres componentes da produção apresentaram efeitos diretos positivos, tanto sobre a produção de grãos quanto sobre a produção de proteína por planta; o efeito direto do teor de proteína na semente sobre a produção de proteína por planta foi positivo, todavia, baixo; e a produção de grãos por planta foi o principal determinante da produção de proteína por planta. Os resultados encontrados neste trabalho serão utilizados para dar continuidade à parte do Programa de Melhoramento de Soja do Bioagro/ UFV que visa, prioritariamente, a obtenção de linhagens de soja com alto teor de proteína na semente. / Aiming to determinate the consequences of the selection for high protein in soybean seeds, on the physiological quality of the seeds and on grain yield, and to verify the correlation, and it’s causes, among this traits, four RC 1F4 and four F4 populations were used, originated, each one, from the crossing of a genotype bearing high protein in the seed and a commercial variety. The variance analyses and estimated the means, correlations, heritabilities, gains by direct selection, direct and indirect effects of grain yield primary components on grain yield and the effects of it’s components and of protein content on protein yield per plant were accomplished. By the analysis of the results it was possible to conclude that there was a tendency of the selection for high protein, negatively influence the physiological seed quality, though, it didn't seem to be a hamper to the breeding looking for high protein content; it was possible, for the most of the populations, to maintain the average of grain yield and physiological seed quality statistically equal (p>0,05) to the ones of their respective recurrent parents and to obtain, simultaneously, protein content higher than of these parents; the population CD206-CR presented families bearing the highest protein content in the seeds and despite the presence of high heritability for protein content and intermediate for grain yield, the negative genetic correlation between them did not allow their simultaneous selection; it was possible, in other populations, to select families witch presented positive selection gains, regarding protein content in the seeds, while keeping the grain yield averages equal to the ones of the respective recurrent parents; the character protein yield per plant followed the same tendencies of grain yield per plant; the population CD201-RC presented positive correlations of protein content with protein and grain yields; the three grain yield component characters presented positive direct effects for both grain and protein yields; the direct effect of the protein content on protein yield was positive, though, small; and the grain yield per plant was the main factor contributing for protein yield per plant. The results found in this study will be used to continue the part of the Bioagro/ UFV Soybean Breeding Program that aims, primarily, to obtain soybean lines bearing high protein content in the seeds.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-05-05T16:26:54Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 493050 bytes, checksum: d1e2b387073627f55964c108afec3922 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-05T16:26:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 493050 bytes, checksum: d1e2b387073627f55964c108afec3922 (MD5) Previous issue date: 2002-01-21 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Foram conduzidos dois experimentos: 1) mapeamento de QTLs para características agronômicas em soja; 2) lipoxigenases, teor de ácido linolênico e qualidade fisiológica de sementes de soja. O mapeamento de QTLs é uma das primeiras etapas para a implantação da seleção assistida por marcadores moleculares nos programas de melhoramento de plantas. Além de identificar marcadores moleculares associados a QTLs que controlam características de interesse, o mapeamento permite entender as relações existentes entre as diferentes características. O primeiro experimento teve o objetivo de identificar marcadores do tipo microssatélites ligados a QTL’s que controlam as características dias para maturação, altura de planta na maturação, número de nós na maturação, número de vagens por planta, altura da primeira vagem, altura de inserção da primeira vagem, número de sementes por planta, peso de sementes por planta, peso de cem sementes e teor de proteína. Foram utilizados 118 RIL’s (linhagens recombinantes endogâmicas), que se encontravam nas gerações F6 e F7. Inicialmente foi realizado um cruzamento entre os genótipos BARC-8 e Garimpo, contrastantes para as características agronômicas avaliadas. As RIL’s foram obtidas pela descendência, a partir da geração F2, de uma única semente de cada planta, SSD ("single seed descent"). As RIL’s foram cultivadas em quatro ambientes: Viçosa-MG, 1999; Cascavel-PR, 1999; Viçosa-MG, 2000 e São Gotardo-MG, 2000. O mapeamento genético foi realizado com marcadores microssatélites. Com a utilização de um nível de significância de 10% para o mapa foram identificados os seguintes QTLs: 1) dois QTLs ambientes não específicos nos grupos de ligação C1 e E e dois QTLs ambiente específicos nos grupos de ligação N e G associados à característica teor de proteína; 2) dois QTLs ambientes específicos nos grupos de ligação D2 e J associados à característica altura de inserção da primeira vagem; 3) um QTL ambiente não específico nos grupos de ligação K e dois QTLs ambientes específicos nos grupos de ligação D2 e J, associados à característica dias para maturação; 4) dois QTLs ambientes específicos nos grupos de ligação F e J associados à característica número de vagens por planta; 5) três QTLs ambientes específicos nos grupos de ligação F, C1 e K associados à característica número de sementes por planta; 6) três QTLs ambientes específicos nos grupos de ligação D2, K e D1b+W associados à característica número de nós na maturação; 7) um QTL ambiente específico no grupo de ligação C1 e dois QTLs ambientes não específicos nos grupos de ligação K e G associados à característica peso de cem sementes; 8) um QTL ambiente não específico nos grupo de ligação D2 e um QTL ambiente específico nos grupo de ligação J, associados à característica altura da primeira vagem; e 9) dois QTLs ambientes não específicos nos grupo de ligação D2 e J e um QTL ambiente específico no grupo de ligação G, associados à característica altura de plantas na maturação. Lipoxigenases (E.C. 1.13.11.12) são enzimas que catalisam a adição de oxigênio molecular a ácidos graxos polinsaturados. As lipoxigenases (LOX) estão presentes nas sementes de soja na forma de três isoenzimas LOX1, 2 e 3. Os ácidos linoléico e linolênico destacam-se como os mais susceptíveis à degradação oxidativa enzimática e não enzimática. A hidroperoxidação dos ácidos graxos polinsaturados pela ação de lipoxigenases leva a produção do 9 e do 13 hidroperóxidos do ácido graxo, que por reações subseqüentes produzem aldeídos e cetonas de cadeia curta. Estes compostos secundários produzidos têm sido associados com a deterioração de sementes. No segundo experimento o objetivo foi determinar a influência das isoenzimas lipoxigenases e do teor de ácido linolênico na qualidade de sementes de soja. Inicialmente foi realizado um cruzamento entre os genótipos BARC-12 e Doko-TN. O genótipo BARC-12 tem baixo teor de ácido linolênico e a presença das isoenzimas LOX 1, 2 e 3. O genótipo Doko-TN é uma linhagem avançada do Programa de Melhoramento de Soja do Instituto de Biotecnologia Aplicada à Agropecuária (BIOAGRO) que possui teor normal de ácido linolênico e ausência de lipoxigenases (linhagem triplo-nula). Na geração F5, as sementes foram colhidas com retardamento de colheita no campo, nos estádios R8, R8+10, R8+20 e R8+30 dias. Em seguida, foram construídos “bulks” de sementes com as seguintes características: (1) presença de lipoxigenases e teor normal de ácido linolênico; (2) presença de lipoxigenases e baixo teor de ácido linolênico; (3) ausência de lipoxigenases e teor normal de ácido linolênico e (4) ausência de lipoxigenases e baixo teor de ácido linolênico. A qualidade das sementes dos “bulks” foi avaliada por meio dos testes de germinação, envelhecimento acelerado, velocidade de emergência das plântulas em substrato de areia e porcentagem de emergência aos cinco dias em substrato de areia. Sementes com baixo teor de ácido linolênico apresentaram no teste de envelhecimento acelerado maior porcentagem de germinação e menor número de plântulas anormais quando colhidas após o estádio R8+20 dias. Sementes com presença de lipoxigenases apresentaram maior índice de velocidade e percentagem de plântulas emergidas em areia no quinto dia após a implantação do teste de velocidade de emergência. Os resultados indicaram que a característica baixo teor de ácido linolênico conferiu maior vigor às sementes de soja e a presença de lipoxigenases conferiu maior velocidade de emergência de plântulas. / In this work two experiments were carried out: I - Mapping QTLs for soybean agronomic traits and II – Effects of genetic elimination of lipoxygenases and reduced linolenic acid content on physiological quality of soybean seeds. Mapping Quantitative Trait Loci (QTLs) is one of the first steps for the implementation of molecular markers assisted selection in plant breeding. Besides the identification of molecular markers associated to QTLs that control the trait of interest, mapping allows to understand the relationship among different traits. In the first experiment, QTLs were mapped in recombinant imbred lines (RILs) from a cross between two soybeans (Glicyne max (L.) Merrill) cultivars: Garimpo and BARC-8. RILs were obtained by single seed descent (SSD). 118 F6 and F7 RILs were grown at four locations: Viçosa-MG 1999, Cascavel-PR 1999, Viçosa-MG 2000 and São Gotardo-MG 2000. The traits analyzed included plant height, first pod height, number of seeds per plant, maturity, plant seed weight, one hundred seed weight, seed protein content, number of knots, number of pods and insertion of first pod height. The map was constructed with microssatelites markers. The following QTLs were identified: (1) Two QTLs non-environment specific in linkage groups C1 and E and two QTLs environment specific in linkage groups N and G associate with seed protein content; (2) two QTLs environment specific in linkage groups D2 and J associated with first pod insertion heigth; (3) one QTL non-environment specific in linkage group K and two QTLs environment specific in linkage groups F and J associated with maturity; (4) two QTLs environment specific in linkage groups F and J associated with number of pods per plant; (5) three QTLs environment specific in linkage groups F, C1 and K associated with number of seeds per plant; (6) three QTLs environment specific in linkage groups D2, K and D1b+W associated with number of knots; (7) one QTL environment specific in linkage group C1 and two QTLs non-environment specific in linkage groups K and G associated with one hundred seed weight; (8) one QTL non- environment specific in linkage group D2 and one QTL environment specific in linkage group J associated with first pod height; (9) two QTLs non- environment specific in linkage groups D2 and J and one QTL environment specific in linkage group G associated with plant height. In the second experiment, we determine effects of absence of lipoxygenases and low linolenic acid content on seed quality after delayed harvest. Seeds from a cross between the genotypes, BARC-12 (low linolenic acid content) and Doko TN (lipoxygenases absent) were grown under green house and field conditions. F5 seeds were harvested at the stage R8 and 10, 20 and 30 days after R8 stage. Four different bulks were constructed: (1) seeds with lipoxygenase and normal linolenic acid content; (2) seeds with lipoxygenase and low linolenic acid content; (3) seeds without lipoxygenase and normal linolenic acid content and (4) seeds without lipoxygenase and low linolenic acid content. Seed physiological quality was evaluated by the standard germination test, accelerated aging test and emergence speed index. Seeds with low linolenic acid content presented higher seed quality as measured by accelerated aging test. Seeds with lipoxygenase showed higher vigor as compared to those lacking these isozymes as determined by emergence speed index.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-06-05T17:28:45Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 224156 bytes, checksum: c00192db7ddd7289a2b8bb337d617069 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-05T17:28:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 224156 bytes, checksum: c00192db7ddd7289a2b8bb337d617069 (MD5) Previous issue date: 2003-08-29 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A área global cultivada com transgênicos em 2002 continuou a crescer pelo sexto ano consecutivo, com uma taxa de mais de 10% ao ano, atingindo, em 2002, 58,7 milhões de hectares. No Brasil, o cultivo comercial e o consumo de transgênicos estão suspensos até a presente data, no entanto cultivos clandestinos de soja transgênica têm sido identificados, sobretudo nos estados do sul do país. Inicialmente, este trabalho teve como objetivo oferecer um enfoque sobre a comercialização de soja transgênica e produtos derivados (farelo e ração) no Brasil, com base em amostras enviadas por várias empresas, durante os anos de 2000, 2001 e 2002, ao Laboratório de Análises Genéticas – AgroGenética. Foram analisadas amostras de grãos de soja, farelo e rações à base dessa leguminosa. O método utilizado nas análises foi o da reação em cadeia da DNA polimerase (PCR). “Primers” específicos foram utilizados para detecção do gene RR (“Roundup Ready”), do promotor 35S do vírus do mosaico da couve-flor e da região terminadora NOS do gene da nopalina sintase de Agrobacterium tumefasciens. Como resultados foram identificadas, no ano de 2000, amostras positivas apenas em grãos de soja (77,8%) e farelo (22,2%). Em 2001, 70,8% das amostras positivas foram de grãos de soja, 12,5% de farelo e 16,7% de rações à base de soja. Já, em 2002, 34,9% das amostras positivas foram de grãos de soja, 45% de farelo e 20,1% de ração. Devido à dificuldade em se obter quantidades significativas de DNA em condições de serem analisadas, a partir de alimentos processados, este trabalho teve como segundo objetivo ajustar uma metodologia de extração de DNA para produtos alimentícios processados cárneos para análise quantitativa. Para isso, foram testadas modificações em dois métodos de extração de DNA: o método Wizard (Promega) e o PrepMan Ultra (Applied Biosystems). As modificações no método Wizard incluíram o uso de um volume 1,5 vez maior do tampão de extração que o recomendado pelo fabricante, um maior tempo de incubação (por mais de 12 horas) e a eluição final do DNA em um volume menor de água do que o sugerido. No método do PrepMan Ultra foram testados dois volumes diferentes do reagente de extração, 200 e 400 μL. A reação de PCR em tempo real foi realizada usando-se o sistema ABI Prism SDS 7000 (Applied Biosystems). Os resultados permitiram concluir que a extração de DNA de produtos cárneos utilizando o método Wizard com as modificações propostas, foi mais eficiente que a extração usando o PrepMan Ultra. O presente estudo teve como terceiro objetivo avaliar a real situação do plantio de sementes fiscalizadas e certificadas de soja geneticamente modificada, na safra de 2002/2003, por meio da análise de 2.466 amostras coletadas por laboratórios de análises de sementes dos Estados do Mato Grosso (42%), Rio Grande do Sul (39,5%) e Minas Gerais (10,1%) e pela cooperativa COODETEC, do Estado do Paraná (8,4%). O método empregado nas análises foi o PCR qualitativo, com o uso de “primers específicos”. Detectou-se a presença de soja transgênica apenas nas amostras coletadas no Estado do Rio Grande do Sul (19,69% das amostras analisadas). / The global area cultivated with transgenic plants in 2002 continued to grow for the sixth consecutive year, with a rate of more than 10% a year, reaching in 2002, 58.7 million hectares. In Brazil, the commercial cultivation and consumption of transgenic are suspended to the present date, however, illegal cultivations of transgenic soybean have been identified, mostly in the southern states. Initially, this work had as objective offer a vision of the commercialization of transgenic soybean and derived products (soy flour and soybean based ration) in Brazil based on samples analyzed by the Laboratório de Análises Genéticas – AgroGenética, a private laboratory incubated at the Federal University of Viçosa, sent by several companies during the years of 2000, 2001 and 2002. Samples of soybean grains, soy flours and rations were analyzed. The method used the polymerase chain reaction (PCR). Specific primers were used for the detection of the RR gene ("Roundup Ready"), the promoter 35S of cauliflower mosaic virus and the NOS terminator region of nopaline sintase gene of Agrobacterium tumefasciens. As results it was identified in the year of 2000 positive samples in soybean grains (77.8%) and soy flour (22.2%). In 2001, 70.8% of positive samples were from soybean grains, 12.5% from soy flour and 16.7% from soybean based rations. In 2002, 34.9% of the positive samples were from soybean grains, 45% from soy flour and 20.1% from rations. Due to the difficulty in obtaining significant amounts of DNA in conditions to be analyzed, starting from processed foods, this work had as a second objective to adjust a methodology of DNA extraction for processed meat products containing soybean products for quantitative analysis. Several modifications were tested in two methods of DNA extraction, the Wizard method (Promega) and PrepMan Ultra (Applied Biosystems). The modifications in the Wizard included the use of a bigger volume of the extraction solution (1.5 x recommended by the manufacturer), a larger time of incubation (more than 12 hours) and, the final elution of DNA in a smaller volume of water than recommended. In the PrepMan Ultra method, two different volumes from the extraction reagent, 200 and 400 μL were tested. The real time PCR reaction was accomplished using the ABI Prism SDS 7000 system (Applied Biosystems). The results allowed concluding that the extraction of DNA of meat products using the Wizard method with the proposed modifications was more efficient than the extraction using the PrepMan Ultra. The present study had also as a third objective to evaluate the real situation of the use of fiscalized and certified genetically modified soybean seeds in the agricultural year 2002/2003, through the analysis of 2466 samples collected by laboratories of seed analyses in the states of Mato Grosso (42%), Rio Grande do Sul (39,5%), Minas Gerais (10,1%) and Paraná (8,4%). The method used to analyze the samples was the qualitative PCR using "specific" primers. The presence of transgenic soybean seeds was detected only in samples collected in the state of Rio Grande do Sul (19.69% of the analyzed samples). / Tese importada do Alexandria

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-06-19T16:23:54Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1875195 bytes, checksum: 2c4433b1226b836437d0521f90816b9a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-19T16:23:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1875195 bytes, checksum: 2c4433b1226b836437d0521f90816b9a (MD5) Previous issue date: 2000-12-12 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Linhagens de soja triplo nulas (desprovidas das lipoxigenases da semente) foram comparadas com as variedades comerciais elite que lhe deram origem quanto à capacidade de nodulação e fixação de nitrogênio. Os resultados indicaram que as isoenzimas de lipoxigenases das sementes não são fatores determinantes na formação de nódulos e na fixação de nitrogênio. Utilizando-se as linhagens Doko normal e Doko triplo nula, inoculadas e não inoculadas, foram avaliados os valores de K M app , atividade e "immunoblotting" de lipoxigenases em raízes coletadas a 0, 2, 6, 10, 15 e 25 dias após emergência e em nódulos coletados a 10, 15 e 25 dias após emergência. Os valores de K M app para raiz e para nódulo de Doko normal e Doko triplo nula indicaram que a eliminação genética das lipoxigenases das sementes não afetou a expressão das lipoxigenases nestes órgãos. Os valores de K M app para nódulo sugerem que o "pool" de lipoxigenases expresso neste órgão é o mesmo nestas duas linhagens no período estudado. A atividade de lipoxigenases nas raízes das linhagens Doko normal e Doko triplo nula, inoculadas e não inoculadas, declinou com o passar do tempo. A maior atividade de lipoxigenases no início de formação de raiz, sugere o envolvimento desta enzima no crescimento e desenvolvimento deste órgão. Contudo, para nódulo ocorreu um aumento acentuado na atividade de lipoxigenase aos 25 dias após emergência, em um estádio de desenvolvimento no qual tem-se baixa taxa de crescimento e alta taxa de fixação de nitrogênio, sugerindo que lipoxigenase expressa no nódulo estaria envolvida com o armazenamento de nitrogênio. Dois grupos de mobilidade com aproximadamente 94 e 97 KDa foram encontrados nos "immunoblottings" para lipoxigenases de raiz e de nódulo. A intensidade das bandas imuno-reativas em raiz e em nódulo confirmaram os resultados obtidos com atividade de lipoxigenase, sugerindo que as variações de atividade desta enzima nestes órgãos são, principalmente, devido às variações no teor desta enzima. Utilizando-se dois "primers" específicos para amplificar prováveis fragmentos de PCR de lipoxigenase, a partir de cDNA de nódulo e de raiz de plantas de soja da variedade Doko, obteve-se uma amplificação diferencial, indicando a expressão de, pelo menos, uma forma distinta de lipoxigenase na raiz, não expressa no nódulo. Um fragmento de PCR proveniente de cDNA do nódulo foi clonado e seq ü enciado. A seq ü ência de aminoácidos deste clone, revelou ser proveniente de um novo membro da família multigênica de lipoxigenase de soja, com possível envolvimento no armazenamento temporário de nitrogênio. / Soybean lines lacking seed lipoxygenases (triple null) were compared with the elite commercial varieties that originated them in relation to nodulation capacity and nitrogen fixation. The results indicate that seeds lipoxygenases isozymes are not decisive factors for nodulation and nitrogen fixation. Doko and Doko triple null lines, inoculated and not inoculated, were used. The lipoxygenases values of KM app , activity and immunoblotting from roots collected 0, 2, 6, 10, 15 and 25 days after emergency and from nodules collected 10, 15 and 25 days after emergency were measured. The KM app values of root and nodule Doko and Doko triple null lines indicated that the genetic elimination of seed lipoxygenases did not affect the lipoxygenases expression in this organ. The nodule KM app values suggest that the lipoxygenases pool expressed in this organ is the same in these two lines during the studied period. The root lipoxygenases activity of Doko and Doko triple null lines, inoculated and not inoculated, reduced with time. The largest lipoxygenases activity observed at the beginning of root formation suggests the involvement of this enzyme in growth and development of this organ. However, for nodules it was noticed an accentuated increase of lipoxygenase activity at 25 days after plant emergency. At this development stage the nodule has slow growth's rate and high nitrogen fixation rate, suggesting that this lipoxygenase could be involved with storage of nitrogen. Root and nodule showed, at least, two mobility groups for lipoxygenases in immunoblottings, with approximately 94 and 97 KDa. The root and nodule immunoreactive bands intensity confirmed the results obtained with lipoxygenase activity, suggesting that activity changes in these organs are mainly due to variations in enzyme concentrations. Two specific primers were used to amplify possible lipoxygenase DNA fragments from nodule and root cDNAs of Doko variety. It was observed a differential amplification in these two organs. At xleast a major form of lipoxygenase expressed in the root was not expressed in the nodule. A PCR fragment from nodule with approximately 400 bp was cloned and sequenced, resulting in a 353 bp sequence. The amino acids derived sequence of this cDNA clone, GmLOXN, where compared with others in the GenBank revealing to be a new form of lipoxygenase gene with possible role in temporary nitrogen storage. / Tese importada do Alexandria