Selection of sugarcane families and clones under cold stress / Seleção de famílias e clones de cana-de-açúcar sob estresse pelo frio

ABSTRACT: The purpose of this study was to select cold-tolerant sugarcane families and clones. Evaluations were carried out during three selection phases in the municipality of Pelotas, state of Rio Grande do Sul, Brazil. The experiments were arranged in an incomplete block design, with initially 4,452 seedlings of 53 full-sib families. Aside from the traits soluble solids content (BRX), tons of stalks per hectare (TSH) and tons of brixper hectare (TBH), the survival of the apical bud (ABS) was evaluated in the first selection stage (T1) of the breeding program. At the end of three selection phases, 15 clones of 14 of the 53 families evaluated in the first phase (T1) were selected for the experimental phase. Of these, the clones RS/PR126066, RS/PR126044, RS/PR126052, RS/PR126007 and RS/PR126033, had a good performance for apical bud survival in the first selection phase.

RESUMO: O objetivo desse trabalho foi selecionar famílias e clones de cana-de-açúcar tolerantes ao estresse por frio. As avaliações ocorreram durante três fases de seleção no município de Pelotas, no estado do Rio Grande do Sul, Brasil. Os experimentos foram conduzidos no delineamento de blocos incompletos, sendo inicialmente composto por 4.452 seedlings oriundos de 53 famílias de irmãos completos. Além dos caracteres teor de sólidos solúveis (BRIX), tonelada de colmos por hectare (TCH) e tonelada de brix por hectare (TBH), foi avaliada a sobrevivência do meristema apical (GEM) na primeira fase de seleção (T1) do programa de melhoramento genético. Ao final de três fases de seleção, 15 clones pertencentes a 14 das 53 famílias avaliadas na primeira fase (T1) foram selecionados para a fase de experimentação, destes, destacam-se: RS/PR126066, RS/PR126044, RS/PR126052, RS/PR126007 e RS/PR126033, pois além de apresentar desempenho satisfatório para os caracteres TCH e TBH, foram avaliados com notas máximas (N4 e N5) para sobrevivência de gema apical no primeiro ciclo de seleção.

Extração e caracterização da lignina proveniente do pré-tratamento de biomassa para produção de etanol de 2a geração / Extraction and characterization of lignin from the pre-treatment of biomass for 2 nd generation ethanol production

RESUMO A biomassa destaca-se como um dos poucos recursos disponíveis com potencial de desenvolvimento de biorrefinarias para a inclusão de rotas alternativas sustentáveis na produção de energia e produtos químicos. A lignina é um subproduto do pré-tratamento da biomassa na produção de etanol de segunda geração, basicamente composta de cadeias de carbono e que pode ter alto valor agregado. Contudo, tem sido tradicionalmente utilizada para geração de energia por queima direta. Sendo assim, o objetivo do presente estudo foi investigar a influência do pH na precipitação do licor negro, variando o pH de 1 a 7, bem como caracterizar os componentes da sua estrutura química para possíveis usos futuros. Após a obtenção da massa precipitada, procedeu-se às análises espectrofotométricas no infravermelho e no ultravioleta, além da quantificação de fenóis totais, nas frações sólidas e líquidas das ligninas provenientes dos diferentes pH. Os resultados demonstram que as maiores concentrações de lignina foram obtidas nos menores valores de pH. As análises instrumentais indicaram diferenças nos componentes de cada lignina, sugerindo que sua composição química é influenciada pela alteração do pH. Ainda, a concentração total de fenóis no sobrenadante das amostras foi menor em pH mais baixos, confirmando que há maiores concentrações desses na fração sólida das ligninas.

ABSTRACT Biomass appears to be one of the few resources available with the potential of developing bio refineries for the inclusion of sustainable alternative routes in the production of energy and chemicals. Lignin is a 2nd generation by-product of biomass pre-treatment on ethanol production, and consists of carbon chains, which can have a high added value. However, lignin is being considered just for energy generation. Therefore, the aim of this study was to investigate the influence of pH in the precipitation of black liquor through its acidification of in different pH values (1-7), and to characterize the components of its chemical structure for possible future use. After determining the precipitated mass, a spectrophotometric analysis was carried out on infrared and ultraviolet, along with the quantification of total phenolic compounds in the solid and liquid fractions of lignin derived from different pH ranges. The results showed that the higher lignin concentrations were obtained at lower pH values. The instrumental analysis indicated significant differences in each lignin's components, suggesting that its chemical composition is influenced by pH change. To conclude, the total concentration of phenolic compounds in the supernatant of the samples was lower at lower pH ranges, indicating that there are higher concentrations of these in lignin's solid fraction.

Análise de crescimento de mamona semeada em diferentes épocas / Growth of castor sown at different times

O objetivo deste trabalho foi estudar os efeitos dos fatores externos no crescimento, desenvolvimento e na produtividade da planta de mamona. O experimento foi realizado com a cultivar 'BRS Energia' semeada em três épocas nas safras 2008/09 e 2009/10 em Pelotas - RS. As variáveis avaliadas foram a taxa de crescimento relativo (TCR), taxa assimilatória líquida (TAL), produtividade e as principais variáveis meteorológicas. A maior taxa de crescimento relativo e assimilatória líquida ocorre nos períodos de temperatura média de 22,5 a 25,7°C e insolação média diária maior que seis horas, que coincidem com as semeaduras de novembro e dezembro na região de Pelotas, enquanto as maiores produtividades ocorrem nas semeaduras de outubro e novembro.

The objective was to study external effects on growth, development and plant productivity. The experiment was conducted with 'BRS Energia' sown at three times in 2008/09 and 2009/10 seasons in Pelotas, Southern Brazil. It was evaluated the relative growth rate (RGR), net assimilation rate (NAR), yield and the main meteorological variables. The highest relative growth rate and net assimilation rate occurred at an average temperature of 22.5 to 25.7°C and average daily insolation greater than six hours, which coincide with November and December sowings in Southern Brazil. The highest yields were observed in October and November sowings.

Genetic variability in maize and teosinte populations estimated by microsatellites markers / Variabilidade genética em populações de milho e teosinto estimada por marcadores microssatélites

Wild species are important sources of genetic variability and may be exploited by breeding programs. Crosses between teosinte and maize occur freely and teosinte serves as genetic source of agronomic traits for introduction in maize. The objective of this study was to estimate genetic variability among and within maize and teosinte populations (Zea mays mexicana). Two sweet maize populations (BR400 and BR402), two common maize populations (Suwan and Pampa) and one teosinte population were analyzed using microsatellites markers. Results indicated that 64,5 percent of the variation was detected within the populations, suggesting the possibility of obtaining genetic progress by selection within each population. The analysis with 25 microsatellites loci enabled the identification of 92 alleles with a mean of 3.7 alleles per locus. The average Polymorphism Information Content (PIC) was 0.52. The percentage of polymorphic loci varied from 64 percent in the BR400 and Pampa populations to 80 percent in the teosinte population. The estimated genetic distance confirmed the genomic similarity of maize and teosinte.

Espécies silvestres são fontes importantes de variabilidade genética e podem ser exploradas pelos programas de melhoramento. Cruzamentos entre teosinto e milho ocorrem naturalmente, e o teosinto pode ser utilizado como fonte de caracteres agronômicos para introdução em milho. O objetivo deste estudo foi estimar a variabilidade genética entre e dentro de populações de milho e teosinto (Zea mays mexicana). Duas populações de milho doce (BR400 e BR402), duas de milho comum (Suwan e Pampa) e uma de teosinto foram analisadas utilizando-se marcadores microssatélites. Os resultados indicaram que 64,5 por cento da variação foi detectada dentro das populações, sugerindo a possibilidade de obtenção de progresso genético através da seleção dentro de cada população. A análise de 25 locos microssatélites permitiu identificar 92 alelos, com uma média de 3,7 alelos por loco. O percentual de locos polimórficos variou de 64 por cento nas populações BR400 e Pampa a 80 por cento na população de teosinto. A distância genética estimada confirmou a similaridade genética entre milho e teosinto.

Características agronômicas de cultivares de mamona em função do local de cultivo e da época de semeadura no Rio Grande do Sul / Characteristics of castor bean cultivars according to the environmental crop and sowing season in Rio Grande do Sul State, Brazil

A mamona (Ricinus communis L.) é uma planta oleaginosa anual e, ocasionalmente, bienal em regiões tropicais, com ciclo médio de 150 dias para a maioria das cultivares anuais e de 120 a 130 dias para cultivares anuais precoces. O objetivo deste trabalho foi avaliar características agronômicas de cultivares das mamonas 'Al Guarany 2002', 'IAC 80', 'IAC 226' e 'BRS 188 Paraguaçu'em função do ambiente de cultivo e da época de semeadura. As cultivares foram semeadas entre o primeiro e o quinto dia dos meses de novembro e dezembro, na Embrapa Clima Temperado, em Pelotas, Rio Grande do Sul. Cada época teve 12 unidades experimentais em três blocos casualizados. A emergência, a altura de planta e de inserção do primeiro cacho, o período de florescimento e colheita e o ataque de pragas e doenças foram avaliados e analisados com o programa WinStat Versão 2.0. O comportamento entre as cultivares diferiu entre locais de cultivo e época de semeadura. A inserção do cacho foi mais alta, e as florações e colheitas foram mais tardias em plantas da segunda época de semeadura. Danos por pragas e doenças e os descritores morfológicos da planta de mamona apresentaram diferenças entre os locais de cultivo.

Castor bean (Ricinus communis L.) is an oleaginous plant with annual cycle and occasionally biennial cycle in tropical areas, with mean cycle of 150 days for the majority of annual cultivars and 120 to 130 days for annual early cultivars. The objective of this study was to evaluate the agronomic characteristics of castor cultivars according to environmental crop and sowing season. The experiment was conduced at Embrapa Clima Temperado - Pelotas/RS, in two places. The castor cultivars used in this research were 'Al Guarany 2002', 'IAC 80', 'IAC 226' and 'BRS 188 Paraguaçu', which were sown in two sowing times: the first was in early November (between 1st and 5st) and the second was in early December (between 1st and 5st). Each sowing season was constituted of 12 experimental units, distributed in three random blocks. It was evaluated the emergency, plant height and first spike insertion , flowering and harvest time, pest and disease attacks. The WinStat program Version 2.0 was used for data statistical analysis. There was a significant difference among cultivar behaviors between the environmental crops and sowing seasons. The second sowing season provided a larger plant and first spike insertion was higher. It also promoted retardation in the flowering and harvesting time. The differences among cultivars, between the two environmental crops, were clearer in the pest and disease attacks, but also in morphologic characteristics of castor plant.

Capacidade combinatória de genótipos de milho para tolerância ao encharcamento do solo / Combining the ability of maize genotypes for flooding tolerance

No sul do Brasil, a cultura do milho pode ser uma alternativa de cultivo para áreas de várzea; entretanto, o desenvolvimento de genótipos tolerantes ao encharcamento é condição fundamental para viabilizar economicamente esta opção. O objetivo do presente trabalho foi determinar a capacidade geral e específica de combinação e os efeitos recíprocos para tolerância ao encharcamento do solo de genótipos de milho. A análise foi baseada em um cruzamento dialélico envolvendo quatro linhagens: duas tolerantes ao encharcamento do solo (CT954280 e CT954330) e duas sensíveis (CT966200 e CT966208). O trabalho experimental foi realizado durante os anos de 2000 e 2001 em casa de vegetação localizada na Embrapa Clima Temperado, Pelotas, RS. As variáveis analisadas foram matéria seca da raiz, matéria seca da parte aérea, estatura de planta, comprimento de raiz e conteúdo de clorofila na folha. Os resultados demonstraram a existência de variabilidade genética entre os genótipos estudados, sendo que ambos os efeitos aditivos e não aditivos foram de importância na determinação da herança da tolerância ao encharcamento em milho. A escolha do genitor feminino é fundamental para a obtenção de híbridos tolerantes, uma vez que o efeito materno observado foi elevado. Dentre os dois genótipos tolerantes analisados, a linhagem CT954330 foi a que apresentou a maior CGC e pode ser indicada como genitor preferencial em cruzamentos que visem incrementar a tolerância ao encharcamento.

Interferência em misturas de feijão / Interference in bean mixtures

O presente trabalho teve como objetivos examinar a magnitude dos efeitos de interferência em cultivares de feijão, quando em mistura, empregando um novo coeficiente (Coeficiente de Interferência) e verificar a existência de correlações entre rendimento de grãos e seus componentes primários, para cada cultivar. Os experimentos foram conduzidos em Canguçu e Passo Fundo, RS, sendo os tratamentos compostos pelas cultivares Carioca, Guateian 6662 e Tayhú em estande puro e em duas misturas, Mis1 (equivalente a 240 mil plantas.ha-1, como em estande puro) e Mis2 (120 mil plantas.ha-1). As variáveis avaliadas foram número de vagens por planta (NVP), número de sementes por vagem (NSV), peso de 100 sementes (PCS) e rendimento de grãos. O delineamento experimental utilizado foi blocos casualizados com cinco repetições. Observou-se que Tayhú teve sua produtividade estimulada quando em mistura sendo este efeito bastante pronunciado sob a população de 240 mil plantas.ha-1; caracterizando a presença de efeitos positivos de interferência, sendo que Carioca e Guateian 6662 sofreram efeitos neutros quando em Mis1 e negativos quando em Mis2. Verificou-se que as correlações fenotípicas entre os componentes do rendimento dependem de cada cultivar e do ambiente em que se encontram, apresentando pouco valor em programas de melhoramento ou na predição do rendimento.