ABSTRACT O incremento do potencial produtivo nas novas variedades de arroz (Oryza sativa L.) tem sido um dos principais desafios para o melhoramento genético. A geração de mutantes, seguida da sua caracterização, constitui-se em uma ótima possibilidade para isolar e selecionar genes e genótipos que apresentem caracteres agronômicos de interesse. Este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito do mutagênico químico etilmetanossulfonato (EMS) sobre caracteres agronômicos em 340 famílias M3 de arroz, derivadas da cultivar BRS Querência. As sementes de cada família e da testemunha BRS Querência foram semeadas a campo e posteriormente avaliadas para os caracteres comprimento da panícula principal, peso da panícula principal, massa de grãos da panícula principal, largura da folha bandeira e estatura de planta. Os dados foram submetidos à análise de variância (p ≤ 0,05), e a comparação entre as médias foi realizada pelo teste de Dunnett a 5% de significância. Os resultados obtidos mostram que existe variabilidade genética entre as famílias mutantes de arroz e que a indução de mutação com EMS a 1,5% é eficiente na geração de mutantes de arroz para todos os caracteres avaliados. Dentre esses, a estatura das plantas foi a mais afetada pelo agente mutagênico, o qual proporcionou o incremento do caráter. Para o caráter comprimento da panícula principal, sete famílias obtiveram médias superiores à testemunha; já para os caracteres peso e massa de grãos da panícula principal, foram observadas quatro e seis famílias mutantes, respectivamente, com desempenho superior ao da testemunha.

ABSTRACT The increase of yield potential in new rice (Oryza sativa L.) varieties has been a major challenge for genetic improvement. The generation of mutants, followed by their characterization, constitutes a great possibility to isolate and select genes and genotypes that present agronomic traits of interest. This study aimed to evaluate the effect of chemical mutagen ethyl methane sulphonate (EMS) on agronomic traits in 340 M3 families of rice derived from BRS Querência cultivar. Seeds from each family and the original genotype BRS Querência were sown in the experimental field, and the characters main panicle length, main panicle weight, main panicle grain weight, flag leaf width and plant height were evaluated. Data were subjected to analysis of variance (p ≤ 0.05), and a comparison of means was carried out by Dunnett's test at 5% significance. The results show that there is genetic variability among the mutant families, suggesting that the mutagen EMS at 1.5% is effective for generating mutants for all assessed traits. Among the characters, plant height was the most affected by the mutagen, which provided an increase in the character. For the main panicle length character, seven families showed means above the control; for main panicle weight and grain weight, four and six mutant families were observed, respectively, with a superior performance in comparison to the control.

O tegumento das sementes de soja é uma estrutura relacionada à capacidade de germinação, vigor e longevidade das sementes. Entre genótipos de soja existe variabilidade genética quanto aos caracteres do tegumento da semente, a qual pode ser utilizada em programas de melhoramento genético. Diante do exposto, realizou-se esse estudo com os objetivos de: Analisar a dissimilaridade genética de população segregante de soja para caracteres morfológicos de sementes, por meio de marcadores morfológicos e marcadores moleculares (AFLP, SSR e RAPD); Estimar a correlação entre as matrizes de dissimilaridade obtidas por meio da utilização das diferentes classes de marcadores. A população utilizada no estudo originou-se do cruzamento entre dois genótipos contrastantes para os caracteres do tegumento, a cultivar CD 202 (genitor feminino), com tegumento amarelo, e o genótipo TP (genitor masculino), com tegumento preto. Na geração F3, foram avaliados os caracteres morfológicos de cores do tegumento e do hilo, presença de derramamento de hilo, cor da pubescência e cor da flor. Os marcadores moleculares foram obtidos através das técnicas de AFLP, SSR e RAPD. De acordo com os resultados, os marcadores AFLP são os mais eficientes em acessar a variabilidade genética da população estudada, proporcionando a formação de maior número de grupos em relação aos demais marcadores. Apenas a matriz de dissimilaridade e o dendrograma obtido através de marcadores moleculares AFLP avaliados isoladamente apresentam correlação positiva com a matriz de dissimilaridade e o dendograma obtido por avaliação dos dados morfológicos.

The soybean seed coat is a structure associated with seed germination, vigor and longevity. Soybean genotypes show genetic variability regarding the seed coat traits, which can be used in soybean breeding programs. The objectives of this study were: to analyze the genetic similarity of a segregant soybean population for morphological seed traits using morphological and molecular markers (AFLP, RAPD and SSR) and to establish the correlation between the dissimilarity matrices obtained using different marker classes. The population was obtained by crossing between two contrasting soybean genotypes: the cultivar CD 202 (female parent) with a yellow coat, and the genotype TP (male parent) with a black coat. The morphological traits evaluated were coat and hilum colors, hilum spread, pubescence and flower colors. Molecular markers were obtained by AFLP, RAPD and SSR techniques. Based on estimated similarity matrices, dendrograms were developed and the correlations between all matrix pairs and dendrograms estimated. The results showed that AFLP markers are more efficient for accessing the genetic variability of this population. Only the dissimilarity matrix and the dendrogram obtained by AFLP markers showed a positive correlation with the dissimilarity matrix and dendrogram obtained by morphological data.

Solos do tipo hidromórfico apresentam uma reduzida capacidade de drenagem, sendo utilizados principalmente para cultivo de arroz irrigado. Esta condição favorece o desenvolvimento de microrganismos anaeróbios que produzem substâncias fitotóxicas. O objetivo do trabalho foi avaliar a resposta de 25 genótipos de arroz ao ácido butírico, um composto produzido em solos de deficiente drenagem e alto teor de matéria orgânica. O trabalho foi executado em sistema de hidroponia com 4 doses do ácido e o delineamento utilizado foi blocos casualizados com 3 repetições em um esquema fatorial. As variáveis mensuradas foram comprimento de raízes (CR) e de parte aérea (CPA), número de raízes (NR) e matéria seca de raízes (MSR) e parte aérea (MSPA). Foram procedidas análise de variância, desempenho relativo e ajuste de regressões. Os efeitos para genótipos e doses de ácido butírico foram todos significativos. Apenas os efeitos de interação entre doses x genótipos para as variáveis CR e MSR revelaram significância. A variável CR foi a mais afetada pelo ácido e as regressões estabelecidas para essa variável revelaram 9 genótipos tolerantes e 16 sensíveis ao efeito fitototoxico do ácido butírico. Genótipos desenvolvidos para sistema de irrigação por inundação se mostraram mais tolerantes ao ácido.

Hydromorphic soils have low drainage capacity and are used mainly for growing irrigated rice.. This condition favors the development of anaerobic microorganisms that produce phytotoxic substances. The objective of this work was to evaluate the response of 25 rice genotypes to butyric acid, a phytotoxic compound produced in low-drainage soils with high organic matter content. This work was performed by hydroponics with four acid doses as treatments using a random block design with three replications. The variables measured were root (CR) and shoot (CPA) length, number of roots (NR) and root (MSR) and shoot (MSPA) dry matter. Analysis of variance, relative performance and regression fitting were performed. Significance for genotype and dose was found for all variables. Significance for the interaction (genotype vs. dose) was found only for CR and MSR. The variable CR was the most influenced by the acid and the regression established for these variables revealed nine tolerant and 16 sensitive genotypes. Genotypes developed for irrigated systems were more tolerant.

A ocorrência de condições anaeróbias nos solos hidromórficos favorece o desenvolvimento de microrganismos anaeróbios que produzem substâncias fitotóxicas representadas principalmente pelos ácidos orgânicos. A seleção de constituições genéticas de aveia (Avena sativa L.) promissoras para utilização nestas situações requer avaliações de difícil execução no campo, tornando a utilização de sistemas hidropônicos mais vantajosa. O objetivo deste trabalho foi ajustar uma metodologia para ser utilizada em estudos de tolerância a ácidos orgânicos em aveia através de sistemas hidropônicos. Para tal fim foi determinada uma forma adequada de promover a germinação das sementes de maneira a reduzir os efeitos do estabelecimento inicial das plântulas na hidroponia, uma faixa de concentração ideal para discriminação dos genótipos e as variáveis de maior interesse para avaliação. O sistema de germinação mais eficiente é através de "papel de germinação plissado" com sementes pequenas e descascadas. A faixa de concentração mais adequada para estudos de tolerância a ácidos orgânicos em aveia está entre 2,3 e 6,2 mM e a variável mais indicada é comprimento de raízes.

The occurrence of anaerobic conditions in hydromorphic soils favors the development of anaerobic microorganisms that produce phytotoxic substances representing primarily by organic acids. The selection of promising oat (Avena sativa L.) genotypes for use in those situations requires field evaluations that can be cumbersome, making hydroponics a viable alternative. The objective of this work was to adjust a methodology to use in studies of tolerance to organic acids in oat under hydroponic systems. For such goal, the best germination system was determined in order to reduce the seedling initial establishment effects under hydroponics, the ideal concentration for screening genotypes and the best variable for stress evaluation. It was found that the most efficient germination system was "pleated germination paper" with small and husked seeds. The best concentration for studying organic acid tolerance ranged from 2.3 to 6.2 mM and the most suitable variable for the evaluation was root length.

Genótipos de feijão (Phaseolus vulgaris L.) dos grupos preto (testados em seis ambientes) e carioca (testados em cinco ambientes) foram avaliados para rendimento de grãos na safra agrícola de 2006/07, no Estado de Santa Catarina. Desse modo, o objetivo deste trabalho foi avaliar a sensibilidade genotípica, por meio de funções preditas entre a diferença do potencial rendimento de grãos médio (kg ha-1), considerando todas as combinações possíveis entre os ambientes estudados. Ausência de significância para todos os genótipos testados de feijão preto indica um comportamento insensível destes genótipos frente às variações do par de ambiente Chapecó versus Lages. Por outro lado, o ambiente de Ponte Serrada, independentemente do grupo (preto ou carioca) e do outro ambiente de cultivo, afetou intensamente todas as funções preditas, indicando que estes genótipos devem ser recomendados para cultivo em ambientes estratificados.

Common bean genotypes (Phaseolus vulgaris L.) belonging to the black group (evaluated in six environments) or to the 'carioca' group (evaluated in five environments) were tested for grain yield in the season of 2006/07, in the Santa Catarina State. The objective of this study was to evaluated the genotypic sensibility through predicted functions among the differences of the grain yield considering all the possible combinations among the studied environments. Significance absence for all tested genotypes of the black group indicates an insensitive behavior of these genotypes relatively to the pair of environment Chapecó vs. Lages. On the other hand, the Ponte Serrada environment intensely affected all the predicted functions relatively to the other environments regardless of bean group (black or carioca), indicating that these genotypes should be recommended for cultivation in stratified environments.

A ocorrência de condições anaeróbias nos solos hidromórficos, associada com a presença de matéria orgânica favorece o desenvolvimento de microrganismos anaeróbios que produzem substâncias fitotóxicas, principalmente ácidos orgânicos de cadeia curta. O objetivo do trabalho foi avaliar a resposta de 20 genótipos de aveia (Avena sativa L.) aos ácidos acético, propiônico e butírico. O trabalho foi executado em sistema de hidroponia com três doses (0; 3 e 6 mM) da mistura dos três ácidos na relação 6:3:1 respectivamente. O delineamento utilizado foi em blocos casualizados com três repetições em esquema fatorial. As variáveis mensuradas foram: comprimento de raízes (CR) e parte aérea (CPA), número de raízes (NR) e matéria seca de raízes (MSR) e parte aérea (MSPA). Foram procedidas análise de variância e ajustes de regressão. Os efeitos de interação entre doses x genótipos para as variáveis CR e MSR revelaram significância e as regressões estabelecidas para estas variáveis, revelaram dois genótipos com estabilidade de crescimento radicular (OR-3 e FAPA-5) e três com estabilidade de acúmulo de matéria seca (OR-3, UFRGS-17 e UPF-15) frente ao estresse por ácidos orgânicos. A caracterização destes genótipos à ação fitotóxica dos ácidos orgânicos é importante fonte de recursos aos programas de melhoramento genético que visem obter genótipos com elevada capacidade produtiva, em solos de várzea do Sul do Brasil sob plantio direto ou cultivo mínimo.

The association of anaerobic conditions with high organic matter content in hydromorphic soils favors the development of anaerobic microorganisms that produce phytotoxic substances, especially short chain organic acids. The objective of this investigation was to evaluate the response of 20 oat (Avena sativa L.) genotypes to the exposure of acetic, propionic and butyric acids in hydroponic system. Three doses (0; 3 and 6 mM) of a mixture of the three acids at a 6:3:1 ratio, respectively were tested. The experimental design was randomized blocks with three replications on a factorial scheme. Measured variables were root (CR) shoot (CPA) length, root number (NR), root (MSR) and shoot (MSPA) dry matter. Variance analyses and regression fitness were performed. The effects of the interaction between doses and genotypes were significant for the variables CR and MSR. The regression curves indicated two genotypes (OR-3 e FAPA-5) with stable root growth and three (OR-3, UFRGS-17 e UPF-15) with stable dry matter accumulation under organic acid stresses. The characterization of these genotypes regarding organic acid phytotoxic action is an important resource for breeding programs aiming at to develop high yielding cultivars for no-tillage or minimal tillage systems in hydromorphic soils of southern Brazil.

Tandem repeats (microsatellites or SSRs) are molecular markers with great potential for plant genetic studies. Modern strategies include the transfer of these markers among widely studied and orphan species. In silico analyses allow for studying distribution patterns of microsatellites and predicting which motifs would be more amenable to interspecies transfer. Transcribed sequences (Unigene) from ten species of three plant families were surveyed for the occurrence of micro and minisatellites. Transcripts from different species displayed different rates of tandem repeat occurrence, ranging from 1.47% to 11.28%. Both similar and different patterns were found within and among plant families. The results also indicate a lack of association between genome size and tandem repeat fractions in expressed regions. The conservation of motifs among species and its implication on genome evolution and dynamics are discussed.

O objetivo do trabalho foi avaliar a germinação de 12 genótipos de arroz submetidos ao estresse por ácido acético, composto fitotóxico produzido em solos com drenagem deficiente e alto teor de matéria orgânica. Foram realizados os testes de primeira contagem da germinação (PCG) e germinação (G) dos genótipos submetidos às concentrações de 0mM, 4mM, 8mM e 12mM de ácido acético. As sementes de cada genótipo foram colocadas em papel germitest, os quais foram embebidos com as soluções-tratamento e acondicionados em sacos individuais. A germinação foi executada em câmara a 25°C e as contagens realizadas aos sete (PCG) e aos 14 dias (G). O delineamento experimental utilizado foi fatorial inteiramente casualizado, com quatro repetições de 50 sementes por genótipo. As regressões estabelecidas para as variáveis revelaram três genótipos com estabilidade de germinação frente ao estresse por ácido acético.

The objective of this research was to evaluate the germination of 12 rice genotypes under acetic acid stress, a phytotoxic compound produced in low drainage soils with high organic matter content. The tests were conducted with the first count of germination (PCG) and germination (G) of the genotypes subjected to 0mM, 4mM, 8mM and 12mM acetic acid concentrations. The seed of each genotype was placed in germitest paper that was embedded with treatment solutions and packaged in individual bags. The germination was performed at 25°C and the counts were carried out at 7 (PCG) and 14 days (G). A factorial random block design was performed with four replications of 50 seeds per genotype. The regressions set for the variables showed three genotypes with germination stability under acetic acid stress.

A ocorrência de condições anaeróbias nos solos hidromórficos, associada com a presença de matéria orgânica favorece o desenvolvimento de microrganismos anaeróbios que produzem substâncias fitotóxicas, principalmente ácidos orgânicos de cadeia curta. A seleção de constituições genéticas de arroz promissoras para utilização nestas situações requer avaliações de difícil execução em campo, sendo simplificada pela utilização de sistemas hidropônicos. O objetivo deste trabalho foi determinar a faixa de concentração e as respostas mais apropriadas para serem utilizadas em seleção de genótipos de arroz para tolerância a ácidos orgânicos em sistemas hidropônicos. Foram estudados os efeitos de seis concentrações dos três principais ácidos formados no solo: ácido acético (0; 4; 8; 12; 16 e 20 mM), ácido propiônico (0; 3; 6; 9; 12; e 15 mM) e ácido butírico (0; 2; 4; 6; 8 e 10 mM) em dois genótipos de elevada divergência (BRS-7-TAIM e SAIBAN). Os resultados indicam que as faixas de concentração mais adequadas para estudos de tolerância de arroz a ácidos orgânicos estão entre 8,4 e 15,8; 4,2 e 9,1 e 3,7 e 7,7 mM para os ácidos acético, propiônico e butírico respectivamente, e a variável mais responsiva foi comprimento de raízes.

The occurrence of anaerobic conditions in hydromorphic soils, associated with the presence of organic matter favors the development of anaerobic microorganisms that produce phytotoxic substances, especially short chain organic acids. Selection of promising rice genotypes for use under these conditions requires difficult field evaluations, which may be simplified with the use of hydroponic culture. The aim of this work was to determine the range of concentration and the dependent variables most appropriate to selecting rice genotypes for tolerance to organic acids in hydroponic culture. Six concentrations of the three main acids formed in the soil: acetic acid (0; 4; 8; 12; 16 and 20 mM), propionic acid (0; 3; 6; 9; 12; and 15 mM) and butyric acid (0; 2; 4; 6; 8 and 10 mM) and two genotypes of high divergence (BRS-7-TAIM and SAIBAN) were used. The results indicate that the most appropriate concentration ranges for studies of rice tolerance to organic acids are: 8.4 and 15.8; 4.2 and 9.1 and 3.7 and 7.7 mM for acetic, propionic and butyric acids, respectively, and the most responsive variable was root length.

Molecular and morphological data analyses matrices are very informative tools for the estimation of genetic distances. We used AFLP markers, morphological traits and combined analysis to estimate the genetic distances between wheat genotypes and ascertain any associations between the two techneques. Nineteen wheat (Triticum aestivum L.) genotypes were analyzed using amplified fragment length polymorphism (AFLP) markers and field evaluated for two years. The matrices obtained by morphological and molecular marker data analyses revealed a significant but moderate correlation (r = 0.47), indicating that such techniques sample distinct genome regions. The combined analysis was found to be highly correlated with AFLP (r = 0.97) and moderately correlated with morphological (r = 0.59) markers. A possible explanation for such results is a bias caused by the much higher number of AFLP (229) than morphological (17) markers. Thus, it is evident that the combined analysis is not efficient when a very dissimilar number of markers are used in each isolated technique. Therefore, to obtain a better knowledge of the degree of divergence among genotypes it is necessary to consider each analysis separately.

As temperaturas baixas que ocorrem durante o cultivo do arroz na Região Sul do Brasil causam prejuízos ao rendimento e à qualidade dos grãos de arroz. Genótipos tolerantes a baixas temperaturas seriam uma alternativa para minimizar tais prejuízos. Desse modo, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a tolerância ao frio em famílias mutantes de arroz (geração M4) nos períodos, vegetativo e reprodutivo, como forma de identificação de variabilidade genética para o caráter. Para a avaliação das famílias mutantes quanto à tolerância ao frio, no período vegetativo, foram utilizadas 10 sementes de cada família colocadas em bandejas celuladas, sendo as plântulas mantidas em casa de vegetação à temperatura de 13 ºC por 10 dias em sala climatizada, com fotoperíodo de 12 horas. A avaliação do período reprodutivo consistiu na aplicação de frio na antese, sendo caracterizada por um estresse de 15 ºC por sete dias. Pelos resultados verificou-se que no período vegetativo, seis famílias tiveram 0-20% de redução na estatura, com um elevado grau de tolerância. Para o período reprodutivo não foram encontradas famílias com tolerância superior à testemunha diamante.

Low temperatures that occur during the cultivation of rice in the Southern region of Brazil cause reductions in to the yield and quality of the rice grain. Genotypes tolerant to low temperatures would be an alternative to minimize these problems. In the present work cold tolerance was evaluated in rice families (M4 generation) in the vegetative and reproductive phases, in order to identify possible genetic variability. For the evaluation in the vegetative stage, 10 seeds from each family were placed in cell trays and kept at 13 ºC for 10 days in controlled chamber with 12 hour day light. The evaluation at the reproductive stage consisted of the application of low temperature at anthesis, by a stress of 15 ºC for 7 days. The results suggest that in the vegetative phase, 6 families presented 0-20% reduction in stature, showing a high degree of tolerance. For the reproductive phase there were no families showing higher tolerance than the tolerant control.

Solos com concentrações elevadas de alumínio (Al3+), podem prejudicar o desenvolvimento e a absorção de nutrientes de plantas de arroz. O objetivo do experimento foi avaliar o desempenho de dezoito genótipos de arroz quanto a absorção de P, Mg, Ca e K e identificar genótipos com bom desempenho quando submetidos ao estresse por Al3+ em sistema hidropônico. Foram utilizados quatro níveis de Al3+ (0, 10, 20 e 30mg L-1) e o delineamento experimental foi blocos casualizados com três repetições. As plântulas permaneceram em sistema hidropônico por 20 dias sob efeito dos tratamentos, e após foram avaliadas quanto ao comprimento de raízes (CR) e teores de P, Mg, Ca e K. Todas as variáveis apresentaram reduções significativas nos seus valores, e os genótipos apresentaram diferentes desempenhos na absorção de nutrientes frente aos tratamentos, com exceção do nutriente Mg que apresentou mesma resposta para todos os genótipos avaliados. Baseado na variável CR, os genótipos Felune e Taim foram considerados como mais tolerante e sensível ao Al3+, respectivamente. Para absorção de nutrientes, os genótipos apresentaram comportamentos muito diferenciais para cada elemento avaliado, sendo que também o genótipo Felune obteve elevados índices de absorção. Todas as variáveis revelaram correlações significativas entre si.

Soils with high aluminum (Al3+) concentrations can affect the development and nutrient absorption of rice plants. The goals of this study were to evaluate the absorption of P, Mg, Ca and K in 18 rice genotypes and their overall performance when subjected to Al3+ stress in hydroponic systems. The experimental design was randomized blocks with 3 replications and four Al3+ levels (0, 10, 20 and 30mg L-1). Plantlets were treated for 20 days and evaluated for root length (CR) and P, Mg, Ca and K contents. All variables presented significant reductions in their values, and the genotypes presented different performance in nutrient absorption when facing different treatments, with an exception for Mg absorption response in which all genotypes evaluated were similar. Based on the variable CR, the genotypes Felune and Taim were considered the most tolerant and sensitive to Al3+, respectively. Regarding nutrient absorption, the genotypes presented variable responses to each evaluated nutrient, nevertheless the genotype Felune presented also high absorption levels. All the variables presented significant correlations to each other.

Para que o cultivo da aveia (Avena sativa L.) seja também alternativa economicamente viável em solos de várzea, faz-se necessário a utilização de cultivares tolerantes aos principais ácidos orgânicos produzidos pela decomposição da matéria orgânica gerada em cultivos com plantio direto. Este trabalho objetivou determinar a dissimilaridade genética entre famílias mutantes M3 e a cultivar UFRGS 14 de aveia mediante a utilização de marcadores ISSR, e detectar regiões genômicas associadas ao caráter tolerância a ácidos orgânicos. Foram avaliadas 30 famílias mutantes (M3), pertencentes ao banco de mutantes de aveia do Centro de Genômica e Fitomelhoramento da Faculdade de Agronomia "Eliseu Maciel". As famílias estudadas foram originadas da cultivar UFRGS 14 irradiada com raios gama (Co60) na dose de 400 Gy. A caracterização genética foi realizada utilizando-se a técnica de marcadores ISSR. Pelos resultados verifica-se que os oligonucleotídeos UBC 854, 855, e 811 permitiram detectar regiões genômicas relacionadas à tolerância à toxicidade por ácidos orgânicos, enquanto os oligonucleotídeos UBC 850 e 826 possibilitaram identificar regiões genômicas associadas à sensibilidade.

In order to cultivate oats (Avena sativa L.) as an economically alternative in low lands, it is necessary to use cultivars tolerant to the main organic acids produced by organic matter decomposition resulting from no tillage systems. The objectives of this work were estimate genetic dissimilarity among m3 mutant families and the oat cultivar UFRGS 14 using ISSR markers; and to detect genomic regions associated with organic acids toxicity. Thirty M3 mutant families from the Plant Genomic Center of the College of Agronomy "Eliseu Maciel", derived from the cultivar UFRGS 14 irradiated with gamma ray (Co60) at 400 Gy dosage were used. The genetic characterization was carried out using the ISSR marker technique. The results indicated that UBC 854, 855 and 811 primers allowed the identification of genomic regions related to organic acid toxicity tolerance, while UBC 850 and 826 primers of genomic regions associated to organic acid sensitivity.