Resumo O objetivo deste trabalho foi verificar se a introgressão do gene AtAREB1 em dois germoplasmas-elite de soja, 'LS93-0375' e 'BMX Desafio RR', aumenta a tolerância dessas plantas ao deficit hídrico. As progênies F4 das duas cultivares-elite e da linhagem transgênica AtAREB1 (BR16-AtAREB1) e de seu background ('BR16') foram submetidas a deficit hídrico. Os bioensaios de deficit hídrico foram realizados em casa de vegetação, tendo-se utilizado as seis seguintes linhagens de soja: a geneticamente modificada BR16-AtAREB1 e seu background 'BR16'; 'LS93' e sua progênie F4, LS93-AtAREB1; e 'BMX Desafio RR' e sua progênie F4, Desafio-AtAREB1. Utilizou-se delineamento experimental de blocos completos com tratamentos casualizados, em arranjo fatorial 6x2, com os seis genótipos de soja e duas condições hídricas – controle (C) e tratamentos de deficit hídrico (WD) –, com nove repetições. Os genótipos de soja que contêm o gene AtAREB1 exibiram melhor desempenho fisiológico sob estresse hídrico e expressão alterada de genes responsivos à seca. A introgressão de AtAREB1 na soja aumenta a tolerância à seca, independentemente do background genético em que o gene foi introduzido.

Abstract The objective of this work was to verify if the introgression of the AtAREB1 gene in the 'LS93-0375' and 'BMX Desafio RR' elite soybean germplasms increases the tolerance of these plants to water deficit. The F4 progenies of these two elite cultivars and of the AtAREB1 transgenic line (BR16-AtAREB1) and its background ('BR16') were subjected to water deficit assays. The water deficit bioassays were performed in a greenhouse using the following six soybean lines: the genetically modified BR16-AtAREB1 and its background 'BR16'; 'LS93' and its F4 progeny, LS93-AtAREB1; and 'BMX Desafio RR' and its F4 progeny, Desafio-AtAREB1. A randomized complete block experimental design was carried out in a 6x2 factorial arrangement, with the six soybean genotypes and two water conditions – control (C) and water deficit (WD) treatments – with nine replicates. Soybean genotypes containing the AtAREB1 gene showed better physiological performances under drought stress and altered expressions of drought-responsive genes. The intogression of AtAREB1 in soybean increases the plant drought tolerance, regardless of the genetic background in which the gene was introduced.

Neste trabalho, avaliou-se o balanço de energia na cultura soja (Glycine max (L.) Merrill), variedade Tracajá, durante a safra e entressafra, em uma área de avanço de fronteira agrícola na Amazônia, por meio do método da razão de Bowen. Durante quase todo o ciclo da cultura, maior parte da energia foi consumida na forma de calor latente, principalmente durante as fases de florescimento e frutificação. Tal característica esteve relacionada à elevada condutância estomática foliar da soja e à disponibilidade de água na região. Próximo ao fim do ciclo ocorreu uma inversão na partição de energia entre os componentes H e LE, quando maior parte da energia foi usada no aquecimento do ar (79% do saldo de radiação). Durante a entressafra observou-se a redução de 75% no fluxo de calor latente e aumento considerável de 180% no fluxo de calor sensível comparado ao encontrada durante o ciclo.

It was investigated the energy balance in a soybean crop (Glycine max (L.) Merrill) grown in areas of advance of agricultural border in the Amazon. The Bowen ratio technique was used to obtain energy balance components. During the most part of the crop growing season, most of the energy was consumed as latent heat, especially during the flowering and fruiting stages. Such characteristic was related to the high leaf stomatal conductance of soybean as well as to the water availability in the region. At the harvest there was an inversion in the energy partitioning, with more energy being used for heating the air (79% of the net radiation). During the off-season there was 75% reduction in the LE and significant increase in the H (180%) compared to the values found during soybean growing season.

Soybean has a wide range of applications in the industry and, due to its crop potential, its improvement is widely desirable. During drought conditions, soybean crops suffer significant losses in productivity. Therefore, understanding the responses of the soybean under this stress is an effective way of targeting crop improvement techniques. In this study, we employed the Suppressive Subtractive Hybridization (SSH) technique to investigate differentially expressed genes under water deficit conditions. Embrapa 48 and BR 16 soybean lines, known as drought-tolerant and -sensitive, respectively, were grown hydroponically and subjected to different short-term periods of stress by withholding the nutrient solution. Using this approach, we have identified genes expressed during the early response to water deficit in roots and leaves. These genes were compared among the lines to assess probable differences in the plant transcriptomes. In general, similar biochemical processes were predominant in both cultivars; however, there were more considerable differences between roots and leaves of Embrapa 48. Moreover, we present here a fast, clean and straightforward method to obtain drought-stressed root tissues and a large enriched collection of transcripts expressed by soybean plants under water deficit that can be useful for further studies towards the understanding of plant responses to stress.

O objetivo deste trabalho foi parametrizar, calibrar e validar uma nova versão do modelo de crescimento e de produtividade da soja desenvolvido por Sinclair, em condições naturais de campo no nordeste da Amazônia. Os dados meteorológicos e os valores de crescimento e de área foliar da soja foram obtidos em um experimento agrometeorológico realizado em Paragominas, PA, de 2006 a 2009.As condições climáticas durante o experimento foram muito distintas, com uma ligeira redução na precipitação em 2007, em virtude do fenômeno El Niño. Houve redução no índice de área foliar (IAF) e na produção de biomassa neste ano, a qual foi reproduzida pelo modelo. A simulação do IAF apresentou raiz do erro quadrado médio (REQM) de 0,55 a 0,82 m² m-2, de 2006 a 2009. A simulação da produtividade da soja para os dados independentes apresentou um REQM de 198 kg ha-1, ou seja, uma superestimativa de 3%. O modelo encontra-se calibrado e validado para as condições climáticas da Amazônia e pode contribuir positivamente para a melhoria das simulações dos impactos da mudança de uso da terra na região amazônica. A versão modificada do modelo de Sinclair simula adequadamente a formação de área foliar, a biomassa total e a produtividade da soja, nas condições climáticas do nordeste da Amazônia.

The objective of this work was to parameterize, calibrate, and validate a new version of the soybean growth and yield model developed by Sinclair, under natural field conditions in northeastern Amazon. The meteorological data and the values of soybean growth and leaf area were obtained from an agrometeorological experiment carried out in Paragominas, PA, Brazil, from 2006 to 2009. The climatic conditions during the experiment were very distinct, with a slight reduction in rainfall in 2007, due to the El Niño phenomenon. There was a reduction in the leaf area index (LAI) and in biomass production during this year, which was reproduced by the model. The simulation of the LAI had root mean square error (RMSE) of 0.55 to 0.82 m² m-2, from 2006 to 2009. The simulation of soybean yield for independent data showed a RMSE of 198 kg ha-1, i.e., an overestimation of 3%. The model was calibrated and validated for Amazonian climatic conditions, and can contribute positively to the improvement of the simulations of the impacts of land use change in the Amazon region. The modified version of the Sinclair model is able to adequately simulate leaf area formation, total biomass, and soybean yield, under northeastern Amazon climatic conditions.

Os objetivos deste trabalho foram determinar o movimento heliotrópico dos trifólios superiores de duas cultivares de soja, BR 16 e Embrapa 48, durante o dia, em três estádios fenológicos e em dois regimes hídricos e determinar o impacto da irrigação e do movimento foliar diário nas características agronômicas e na produção de grãos. Movimentos heliotrópicos foram determinados a cada hora, em três estádios fenológicos: V4-V6, V7-V10 e R5, em parcelas irrigadas e não irrigadas. Para cada estágio, a elevação do folíolo e o azimute foram medidos por hora. Em índices de área foliar (IAF) baixo e médio (V4-V6 e V7-V10), o diaheliotropismo foi levemente mais intenso e frequente nas plantas sem irrigação do que nas irrigadas, e somente nas primeiras horas matinais e últimas horas da tarde. Em R5 (alto IAF), o paraheliotropismo dos trifólios superiores foi predominante e mais intenso em plantas não irrigadas. Os movimentos heliotrópicos se correlacionaram com o ganho de carbono mas não com o ambiente (intensidade de luz ou temperatura), para medidas às 11 horas. 'Embrapa 48' apresenta maior paraheliotropismo do que 'BR 16', em plantas com alto IAF enquanto 'BR 16' apresenta menor plasticidade nas respostas heliotrópicas nas parcelas irrigadas. Apesar de diferenças no heliotropismo, o genótipo e disponibilidade de água não influenciaram a produção de grãos.

The objectives of this work were to determine the heliotropic movements of the upper trifoliates for two soybean cultivars, BR 16 and Embrapa 48, during a daily cycle, in three phenological stages and two water regimes, and to estimate the impact of irrigation and daily leaflet movements on agronomic characteristics and grain yield. Heliotropic movements were studied in three phenological stages: V4-V6, V7-V10, and R5 in irrigated and non-irrigated plots. For each stage, the leaflet elevation and azimuth were measured hourly. Under a low (V4-V6 stage) and mid (V7-V10 stage) leaf area index (LAI) the diaheliotropism was slightly more frequent and intensive in non-irrigated than in irrigated plants, only at early morning and late afternoon hours. At R5 stage (high LAI) the paraheliotropism of superior trifoliates was predominant and more intensive in non-irrigated plants. The heliotropic movements are correlated to carbon gain, but not to environment (light intensity or temperature), for measurements at 11h. 'Embrapa 48' expresses greater paraheliotropism than 'BR 16' at high LAI, while 'BR 16' displays lower heliotropic plasticity under irrigation. In spite of significant heliotropic differences, genotype and water availability treatments did not influence the final grain yield.

Parâmetros fisiológicos de cultivares de cana-de-açúcar submetidas ao déficit hídrico. Para investigar o processo envolvido na susceptibilidade de plantas de cana-de-açúcar ao déficit hídrico, diferentes parâmetros fisiológicos foram avaliados em cultivares tolerantes (SP83-2847 e CTC15) e sensível (SP86-155) ao déficit hídrico. O déficit hídrico afetou o aparato fotossintético de todas as plantas de forma diferenciada dentro e entre as cultivares. A taxa fotossintética e condutância estomática diminuíram significativamente para todas as cultivares submetidas ao déficit hídrico. Nas plantas controle das cultivares tolerantes (SP83-2847 e CTC15) a taxa fotossintética foi maior do que a cultivar sensível (SP86-155). A cultivar CTC15 apresentou O teor relativo de água mostrou que a cultivar CTC15 apresentou o maior teor relativo de água durante o período de déficit hídrico. A eficiência fotossintética da cultivar SP83-2847 foi mais estável nos últimos dias do tratamento experimental, sugerindo que o decréscimo do teor relativo de água estimulou o ajustamento da capacidade fotossintética para tolerar as mudanças da disponibilidade hídrica. De modo geral, as cultivares tolerantes SP83-2847 e CTC15, apresentaram melhor desempenho fotossintético do que a cultivar sensível SP86-155. Os dados permitem sugerir que tais parâmetros fisiológicos podem ser usados na avaliação e distinção de genótipos de cana-de-açúcar tolerantes e sensíveis ao déficit hídrico.

To investigate the processes involved in the susceptibility of sugarcane plants to water deficit, several physiological parameters were evaluated in drought tolerant (SP83-2847 and CTC15) and sensitive (SP86-155) cultivars. The water deficit affected the photosynthetic apparatus of all the plants in different ways, within and among cultivars. The photosynthetic rate and stomatal conductance decreased significantly in all cultivars submitted to water deficit. In control plants of the tolerant cultivars (SP83-2847 and CTC15) the photosynthetic rate was higher than in the sensitive cultivar (SP86-155). Cultivar CTC15 showed the highest relative water content during the dry period. The quantum efficiency photosystem II of cultivar SP83-2847 was more stable in the last days of the experimental treatment, suggesting that the decline in relative water content stimulated an adjustment of photosynthetic capacity to tolerate the changes in water availability. As a whole, the tolerant SP83-2847 and CTC15 cultivars exhibited a better photosynthetic performance than the sensitive SP86-155 cultivar. The data suggest that these physiological parameters can be used in the evaluation and distinction of drought tolerant and sensitive sugarcane genotypes.

Este trabalho teve por objetivo avaliar um sistema de previsão de safra de soja para o Brasil, baseado em modelos empíricos regionalizados para estimativa da produtividade, a partir de um banco de dados de área cultivada em escala municipal, e de um sistema de monitoramento agrometeorológico de abrangência nacional. Os modelos incorporam a base conceitual proposta por Doorenbos & Kassam, com ajustes empíricos para cada região do Brasil, considerando-se as diferenças quanto ao potencial produtivo das principais variedades e as peculiaridades dos sistemas de produção utilizados nas diferentes regiões. A base de informações de área cultivada de cada Estado foi constituída por dados provenientes do IBGE e da Conab. A produção de soja, entre as safras 2000/2001 e 2005/2006, foi estimada e comparada com os levantamentos da Conab. A análise estatística pelo teste t indica não haver diferença entre as estimativas e os dados oficiais. Bons ajustes (R²>0,87) foram obtidos para as produções regionalizadas, com desvios mais expressivos nos estados do Rio Grande do Sul, Santa Catarina, Mato Grosso do Sul, Maranhão, Piauí e Bahia. Para os dados consolidados em escala nacional, o maior desvio observado foi de 5,81%, na safra 2000/2001, e o menor de 0,62% na safra 2005/2006.

The aim of this work was to evaluate a system to forecast soybean crop yield for Brazil, based on regional empirical models to assess crop yield, with data from a national database of soybean cropped area in municipal scale, and from an agrometeorological monitoring system covering all Brazilian States. The models incorporated the conceptual bases proposed by Doorenbos & Kassam, with empirical adjustments for each region of Brazil, considering the diverse potential yield of most used varieties and the regional differences in the soybean production systems. Cultivated area database from each State was structured with data from IBGE and Conab. Soybean yield was estimated for harvests from 2000/2001 to 2005/2006 and compared to Conab surveys. Statistical analysis using Test t point out that there is no significant difference between estimates and official data. Good fittings were gotten for region grouped yield data (R²>0.87), with higher deviations for harvest assessment of Rio Grande do Sul, Santa Catarina, Mato Grosso do Sul, Maranhão, Piauí and Bahia. In national scale, the highest observed deviation was 5.81% for the 2000/2001 harvest, and the smaller one was 0.62% for the 2005/2006 yield.

Tolerância à seca em plantas não é uma característica simples, mas sim um complexo de mecanismos trabalhando em combinação para evitar ou tolerar períodos de déficit hídrico. Genótipos que diferem em tolerância à déficits hídricos apresentam diferenças qualitativas e quantitativas de expressão gênica. Quatro genótipos de algodão (Gossypium hirsutum L.) (Siokra L-23, Stoneville 506, CS 50 e T-1521) que apresentam distintas respostas quando submetidos ao déficit hídrico, foram estudados pelo uso da técnica "Differential Display -- (DD)". Com esta técnica é possivel identificar e isolar genes diferencialmente expressos nestes genótipos. Cinquenta e dois fragmentos de DNA complementar (DNAc) foram isolados, clonados e seqüenciados. Análises em bancos de dados mostraram que dois clones de DNAc, A12B15-6 e A12B13-1 tem alta homologia com uma proteína de choque térmico que adere a calmodulin, e é encontrada em Nicotiana tabacum (2.9e-32 P(N)) e com a enzima trehalose-6-fosfato sintase de Arabidopsis thaliana (9.0e-37 P(N)), respectivamente. Uma das funções propostas para as proteínas de choque térmico (HSP) é a de prevenir a desnaturação de proteínas durante a desidratação celular. A enzima trehalose-6-fosfato sintase esta envolvida na produção de trehalose, um disacarídio conhecido por estar envolvido na proteção de membranas celulares durante a desidratação. O homólogo da HSP foi encontrado diferencialmente expresso durante o período de seca em dois genótipos tolerantes à seca, mas não nos genótipos sensíveis. O homólogo da enzima trehalose-6-fosfato sintase foi também induzido durante o déficit hídrico, entretanto, todos os quatro genótipos expressaram este homólogo. Ensaios protegidos de ribonucleases confirmaram os resultados.

Tolerance to drought in plants is not a simple trait, but a complex of mechanisms working in combination to avoid or to resist water deficit. Genotypes that differ in tolerance to water deficit may show qualitative and quantitative differences in gene expression when submitted to drought periods. Four cotton (Gossypium hirsutum L.) genotypes (Siokra L-23, Stoneville 506, CS 50 and T-1521) with contrasting responses to water deficit stress were studied using the Differential Display (DD) technique to identify and isolate genes which may differ among them. Fifty-two cDNA fragments differentially expressed during water deficit were isolated, cloned and sequenced. Search of gene bank databases showed that two cDNA clones, A12B15-6 and A12B13-1, have high homology with a heat shock protein that binds to calmodulin found in Nicotiana tabacum (2.9e-32 P(N)) and with an Arabidopsis thaliana trehalose-6-phosphate synthase enzyme (9.0e-37 P(N)), respectively. One of the presumed functions of heat shock proteins is related to prevention of protein denaturation during cellular dehydration. Trehalose-6-phosphate synthase is involved in the production of trehalose, a disaccharide known to osmotically protect cell membranes during dehydration. The HSP homologue was found to be differentially expressed during the drought period in two drought tolerant genotypes but not in drought-sensitive genotypes. The trehalose-6-phosphate synthase homologue was also up-regulated during water deficit stress, however, all four genotypes were induced to express this homologue. Ribonuclease protection assays confirmed these results. This is an important finding since there are only few reports of trehalose presence in higher plants and none in cotton.

Avaliou-se a sobrevivência de patógenos em restos de soja, em sistema de semeadura direta e convencional, entre março e setembro de 1998 e 1999, em Londrina, PR. Os patógenos mais freqüentemente isolados foram Colletotrichum truncatum, Phomopsis spp., Cercospora kikuchii, Fusarium spp., Macrophomina phaseolina e Rhizoctonia solani. Outros fungos isolados foram Myrothecium roridum, Penicillium sp., Chaetomium sp., Epicoccum sp., Corynespora cassiicola e Trichoderma sp. A porcentagem de sobrevivência variou com o mês e o ano. A sobrevivência de C. truncatum, Phomopsis spp. e C. kikuchii foi significativamente reduzida (P<0,05) entre a primeira e última avaliação nos resíduos mantidos sobre ou sob o solo. M. phaseolina e Fusarium spp. não foram afetados, ou foram favorecidos pelo enterro dos resíduos. A freqüência de isolamento de Fusarium spp. aumentou em resíduos enterrados no solo. A perda de biomassa mostrou redução de 44,4% no sistema convencional e 34,9% no sistema de semeadura direta, em 1998, quando a distribuição de chuvas foi mais regular. Em 1999, a redução foi de 48,2% e 39,0% para os sistemas convencional e de semeadura direta, respectivamente.

A study was conducted in the subtropical area of Southern Brazil to determine the survival of pathogens in soybean residues under conventional and no-tillage cultivation systems from March to September of 1998 and 1999. The pathogens most frequently isolated were Colletotrichum truncatum, Phomopsis spp., Cercospora kikuchii, Fusarium spp., Macrophomina phaseolina, and Rhizoctonia solani. Other fungi isolated were Myrothecium roridum, Penicillium sp., Chaetomium sp., Epicoccum sp., Corynespora cassiicola and Trichoderma sp. The percent of survival of each pathogen varied according to the month and the year. Survival of C. truncatum, Phomopsis spp. and C. kikuchii were significantly reduced (p<0.05) from the first to the last evaluation either on buried debris or maintained on the soil surface. On the other hand, M. phaseolina and Fusarium spp. were either not affected or favored by burying the debris. The frequency of recovery of Fusarium spp. increased specially in debris kept under the soil. The loss of biomass, measured by debris weight along the period of this study, showed a reduction of 44.4% in the conventional system and 34.9% in the no-tillage system in 1998, when rain was better distributed. In 1999, the reduction was 48.2% and 39.0% for the conventional and no-tillage system, respectively.

Tolerância à seca em plantas não é uma característica simples, mas sim um complexo de mecanismos que trabalham em conjunto ou isoladamente para evitar ou tolerar períodos de déficit hídrico. Genótipos que diferem em tolerância ao déficit hídrico devem apresentar diferenças qualitativas e quantitativas na expressão gênica quando submetidos a períodos de seca. Três cultivares de soja (BR-4, BR-16 e MG/BR-46 Conquista), com respostas contrastantes ao déficit hídrico, foram estudadas com o uso da técnica "Differential Display" (DD) para identificar e isolar genes que podem apresentar diferenças de expressão durante períodos de seca entre os genótipos estudados. Um total de 84 fragmentos de DNAc diferencialmente expressos foram detectados. Trinta e cinco fragmentos foram clonados em vetores pGEM-T, onde vinte e oito puderam ser seqüenciados. Comparação das seqüências obtidas com seqüências em bancos de genes mostraram identidade de seqüência com genes conhecidos. Um dos clones, por exemplo, mostrou homologia com um ativador de transcrição encontrado em Arabidopsis thaliana, ao passo que outro clone mostrou-se homólogo a uma subunidade de NADH Desidrogenase de Spinacia oleracea. O ativador de transcrição apresentou-se diferencialmente expresso somente em raízes, e o homólogo à subunidade de NADH Desidrogenase foi expresso somente no genótipo considerado tolerante à seca e somente durante a condição de estresse hídrico. Pelos resultados deste trabalho, foi possível identificar alguns fragmentos potencialmente envolvidos em respostas à condição de seca em soja. Com essas informações, o estudo desses genes pode ser aprofundado, visando à confirmação desses resultados e a auxiliar no desenvolvimento de novos genótipos mais adaptados às condições de seca em soja e possivelmente em outras culturas.

Tolerance to drought in plants is not a simple trait, but rather a complex of mechanisms working in combination to avoid or to tolerate water deficit. Genotypes that differ in tolerance to water deficit would have qualitative and quantitative differences in gene expression when submitted to periods of drought. Three soybean cultivars (BR-4, BR-16 and MG/BR-46 Conquista) with contrasting responses to water deficit stress were studied by using the "Differential Display" (DD) technique to identify and isolate genes which may differ among these cultivars. A total of 84 cDNA fragments differentially displayed were detected. These fragments were extracted from the DD gels and reamplified. Third-five reamplified fragments were cloned in pGEM-T vectors. From these, 28 clones were able to be sequenced. Search of gene bank databases showed, for example, that two cDNA clones, A1B2-1 and A1B1-8 have high homology with a Transcription Activator found in Arabidopsis thaliana and a NADH Dehydrogenase ND4L subunit found in Spinacia oleracea, respectively. The clone A1B2-1 was found differentially expressed only in roots. Clone A1B1-8, on the other hand, was expressed only in a drought tolerant cultivar and only during a water deficit situation. The results of this work allowed a screening of part of the expressed genes during a drought situation in soybean. Now the study of these expressed genes can be deepened to confirm these results and to help the development of new drought tolerant soybean genotypes.

O objetivo deste estudo foi identificar e isolar genes diferencialmente expressos em quatro genótipos de algodão (Gossypium hirsutum L.) que apresentam respostas distintas ao déficit hídrico. Os genótipos estudados foram Siokra L-23, Stoneville 506, CS 50 e T-1521. As mudanças fisiológicas, morfológicas e de desenvolvimento que as plantas apresentam para suportar a diminuição na disponibilidade de água tem, obrigatoriamente, uma base molecular genética. Utilizou-se a técnica de "Differential Display" para identificar e isolar os genes diferencialmente expressos. RNAs mensageiros diferencialmente expressos durante o déficit hídrico foram identificados, isolados, clonados e seqüenciados. O clone A12B15-5 apresentou homologia com uma NADP(H) oxidase e foi expresso somente durante o período de déficit hídrico em Siokra L-23, um genótipo de algodão tolerante à seca. O uso da técnica "Ribonuclease Protection Assay" confirmou essa expressão.

The aim of this study was to identify and isolate genes that are differentially expressed in four selected cotton (Gossypium hirsutum L.) genotypes contrasting according to their tolerance to water deficit. The genotypes studied were Siokra L-23, Stoneville 506, CS 50 and T-1521. Physiological, morphological and developmental changes that confer drought tolerance in plants must have a molecular genetic basis. To identify and isolate the genes, the mRNA Differential Display (DD) technique was used. Messenger RNAs differentially expressed during water deficit were identified, isolated, cloned and sequenced. The cloned transcript A12B15-5, a NADP(H) oxidase homologue, was up regulated only during the water deficit stress and only in Siokra L-23, a drought tolerant genotype. Ribonuclease protection assay confirmed that transcription.