Seed germination and antioxidant enzyme activity in seedlings of diploid and tetraploid bahiagrass under water restriction / Germinação de sementes e atividade de enzimas antioxidantes em plântulas de grama forquilha diplóide e tetraploide sob restrição hídrica

ABSTRACT: The objective of the following research was to investigate the physiological responses of two bahiagrass genotypes (Paspalum notatum Flügge) submitted to water restriction, induced by polyethylene glycol (PEG6000), during seed germination. Seeds of cv. Pensacola (diploid) and Bagual ecotype (tetraploid) were placed on paper moistened with osmotic solutions at potentials of 0.0; -0.1; -0.2 and -0.3 MPa. Composed of two subsamples of 100 seeds and four experimental units per treatment, the germination test was conducted in a germination chamber under alternating temperatures of 30 °C (8 hours) and 20 °C (16 hours), with presence of light during the higher temperature. Final germination percentage and germination speed index of the seeds, as well as early growth, activity and expression of antioxidant enzymes of seedlings were evaluated. The water restriction induced by PEG6000 reduced the percentage of germination in Pensacola (from 74% to 59%) and Bagual (34% to 10%). For the latter, the evaluation of seedlings showed higher dry mass in relation to cv. Pensacola (1.7 times higher in root and 1.6 times in shoot). In response to moderate water restriction, the genotypes showed increases in root growth (1.7 times higher in -0.1 compared to 0.0 MPa), both in expression and enzymatic activity (superoxide dismutase and catalase).

RESUMO: O presente estudo objetivou avaliar as respostas fisiológicas de dois genótipos de grama forquilha (Paspalum notatum Flügge) sob restrição hídrica induzida por polietileno glicol (PEG6000) durante a germinação de sementes. Sementes da cv. Pensacola (diplóide) e do ecótipo Bagual (tetraplóide) foram colocadas em papel umedecido com soluções osmóticas nos potenciais de 0,0; -0,1; -0,2 e -0,3 MPa. Composto de duas subamostras de 100 sementes e quatro unidades experimentais por tratamento, o teste de germinação foi conduzido em câmara de germinação sob temperatura alternada de 30-20 ºC, com presença de luz durante a maior temperatura. Foram avaliados a porcentagem final e o índice de velocidade de germinação das sementes, assim como o crescimento inicial, a atividade e a expressão de enzimas antioxidantes das plântulas. A restrição hídrica induzida por PEG6000 reduziu o percentual de germinação em Pensacola (de 74 para 59%) e Bagual (34 para 10%). Este último, na avaliação de plântulas, apresentou massa seca superior em relação à cv. Pensacola (1.7 vezes superior em raiz e 1.6 vezes superior em parte aérea). Em resposta à restrição hídrica moderada, os genótipos apresentaram aumentos tanto do crescimento radicular (1.7 vezes superior em -0.1 em comparação com 0.0 MPa), quanto da expressão e da atividade enzimática (superóxido dismutase e catalase).

Estacionalidade e estabilidade de produção de forragem de progênies de Brachiaraia ruziziensis / Seasonality and stability of forage production of Brachiaraia ruziziensis progenies

Conduziu-se este trabalho, com o objetivo de avaliar a produtividade de biomassa de forragem de progênies de Brachiaria ruziziensis e a estabilidade de produção ao longo de diferentes cortes, representativos de épocas favoráveis e desfavoráveis ao desenvolvimento das forrageiras. Foram avaliadas 118 progênies de B. ruziziensis, juntamente com as testemunhas B. decumbens cv. Basilisk, B. brizantha cv. Marandu, B. ruziziensis cv. Comum e Brachiaria sp., em delineamento de blocos casualisados, com duas repetições. Realizaram-se sete cortes de avaliação com intervalos médios de 60 e 90 dias nas épocas das águas (5 cortes) e das secas (2 cortes). Em cada um deles mensurou-se a altura das plantas (ALT) e as produtividades de biomassa de forragem verde (PBV) e seca (PBS). As médias dos diferentes cortes, nas épocas das águas ou das secas, foram utilizadas para a realização de análises de variância, em esquema fatorial (progênies x épocas), para a avaliação dos efeitos de estacionalidade de produção das progênies. Também foi realizada a avaliação da estabilidade das progênies. Apesar da grande concentração da PBV e PBS na época das águas, detectou-se a existência de variabilidade genética entre progênies de B. ruziziensis para ALT, PBV e PBS, tanto na época das águas como na seca. Alguns materiais avaliados apresentaram estabilidades de produção superiores às principais cultivares comerciais de Brachiaria, indicando ser possível a identificação e seleção de materiais de B. ruziziensis com médias mais elevadas e com produção mais estável ao longo do ano.

The objective of this study was to evaluate the forage biomass productivity of Brachiaria ruziziensis progenies and yield stability over different cuts, representing favorable and unfavorable periods of forage development. 118 progenies of B. ruziziensis and the controls B. decumbens cv. Basilisk, B. brizantha cv. Marandu, B. ruziziensis cv. Common and Brachiaria sp. were evaluated using a randomized block design with two replicates. There were seven cuts assessment with an average interval of 60 and 90 days in water (5 cuts) and dry (2 cuts) seasons. In each cut, plants height (ALT) and dry (PBS) and green (PBV) biomass forage yield were measured. The averages of the different cuts made in dry or water seasons were used to perform statistical analysis in a factorial (progeny x times) for the effects of progeny production seasonality. The stability analysis also was performed. Despite the large concentration of PBV and PBS in the rainy season, the existence of genetic variability between progenies of B. ruziziensis for ALT, PBV and PBS were observed in both rainy and dry seasons. Some evaluated materials showed production stabilities higher than commercial cultivars of Brachiaria indicating the possibility of identification and selection of B. ruziziensis material with higher average and stable production over the year.

Methodology adjustments for organic acid tolerance studies in oat under hydroponic systems

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.

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.

Mineração da interação genótipo x ambiente em Phaseolus vulgaris L. para o Estado de Santa Catarina / Mining of genotype x environment interaction in Phaseolus vulgaris L. to the State of Santa Catarina

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.

Tandem repeat distribution of gene transcripts in three plant families

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 percent to 11.28 percent. 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.

Análise da germinação de cultivares de arroz submetidas a estresse por ácido acético / Germination analisys of rice cultivars under acetic acid stress

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.

Polimorfismo do fungo simbionte de formigas cortadeiras submetido à luz ultravioleta / Polymorphism of the cutting ants symbiotic fungus submitted to ultraviolet light

O presente trabalho teve por objetivo verificar o efeito de diferentes períodos de luz ultravioleta sobre a similaridade genética do fungo simbionte de formigas cortadeiras pertencentes às espécies Acromyrmex ambiguus, Acromyrmex crassispinus e Acromyrmex lundi, através da técnica AFLP. Os fungos foram inoculados em meio de cultura Pagnocca e mantidos em câmaras climatizadas à temperatura de 25 + 1°C e escotofase de 24h, por um período de 15 dias. Posteriormente, foram expostos à luz ultravioleta por períodos de: 0, 5, 10, 15, 20, 25 e 30 minutos. Aos 45 dias após o tratamento, foi realizada a extração do DNA e padronização, realizando-se as reações de PCR por meio de 24 combinações de primers AFLP, das quais quatro foram selecionadas por apresentarem maior polimorfismo e consistência. Os dados moleculares foram transformados em matriz binária e analisados pelo programa estatístico NTSYS v. 2.1. As quatro combinações de primers utilizadas geraram 152 bandas polimórficas. As populações de fungos originárias de diferentes espécies de Acromyrmex apresentaram uma similaridade genética média de 37 por cento, sendo que a indução de mutação através da luz ultravioleta permitiu obter isolados mais dissimilares.

The present research was aimed at verifing the effect of different periods of ultraviolet light on the development of the symbiont fungus of leaf cutting ants belonging to the species Acromyrmex ambiguus, Acromyrmex crassispinus and Acromyrmex lundi, through the AFLP technique. The fungus were inoculated in Pagnocca's medium and maintained in climatized cameras at 25 + 1°C and 24 hours of darkness, for a period of 15 days. After that, they were exposed to ultraviolet light for 0, 5, 10, 15, 20, 25, and 30 minutes. At 45 days after the treatment, the extraction and standardization of DNA was performed. PCR reactions were tested using 24 AFLP primer combinations, from which four were selected because they presented larger polymorfism and consistence. The molecular data were transformed in binary mattrix and analyzed by the statistical program NTSYS v. 2.1. The four combinations of primers generated 152 polymorfic bands. The fungus populations from different Acromyrmex species presented a medium genetic similarity of the 37 percent, and the mutations induced by the ultraviolet light allowed to obtain more dissimilar isolates.

Association between genetic distances in wheat (Triticum aestivum L.) as estimated by AFLP and morphological markers

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.

Esperanças matemáticas dos quadrados médios: uma análise essencial / Mean square expected values: an essential analysis

Este trabalho teve como objetivo avaliar e identificar qual o tipo de soma de quadrados mais apropriada para testar hipóteses de interesse, assim como discutir alternativas mais adequadas para a solução de inconvenientes expressos por meio da análise da esperança matemática dos quadrados médios utilizados em modelos lineares mistos. A análise das esperanças matemáticas dos quadrados médios pode ser uma ferramenta de grande importância nas inferências a partir de dados experimentais, tanto incompletos (casela vazia) quanto não-balanceados. Desta forma, foram utilizados quatro exemplos, cada qual com sua peculiaridade em função do experimento ser completo ou incompleto com dados balanceados ou não-balanceados e na presença de casela vazia. O pacote estatístico SAS, versão Learning Edition, foi empregado para analisar os experimentos. O resultado da análise das esperanças matemáticas dos quadrados médios indicou que a soma de quadrados do tipo I somente apresentou condições de ser utilizada em presença de dados completamente balanceados. De modo contrário, os resultados apontam que a soma de quadrados tipo III é a soma de quadrados mais apropriada no caso de dados não-balanceados. As somas de quadrados tipo II e IV são as mais importantes no caso de caselas vazias, fato que corrobora a necessidade de avaliar sempre as esperanças matemáticas dos quadrados médios.

This research was aimed at evaluating and identifing which type of sum of squares can be more appropriate to test hypotheses and also presenting appropriate alternatives to solution of problems through the analysis of mean square expected values used in the methodology of mixed linear models. The analysis of mean square expected values can be a tool of great importance in analysis of data as incomplete (empty casela) as unbalanced experiment. Therefore, four examples were used each one with its pecualiarity concerning the complete or incomplete experiment with balanced or unbalanced data and in the presence of empty casela. The SAS statistical package, version Learning Edition, was used to analyze the experiments. The result of the analysis of mean square expected values indicated that the sum of squares of the type æIÆ can be used only at of condition of completely balanced data. These results indicated on the other hand, that the sum of squares of the type æIIIÆ is the most appropriate type for unbalanced data. The sum of squares of the type æIIÆ and æIVÆ are the most important in the case of empty caselas; fact that supports the idea of a necessity of always evaluating the mean square expected values.

Absorcão de P, Mg, Ca e K e tolerância de genótipos de arroz submetidos a estresse por alumínio em sistemas hidropônicos / Nutrient absorption in aluminum stressed rice plants under hydroponic culture

Solos com concentracões elevadas de alumínio (Al3+), podem prejudicar o desenvolvimento e a absorcão de nutrientes de plantas de arroz. O objetivo do experimento foi avaliar o desempenho de dezoito genótipos de arroz quanto a absorcão 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 repeticões. 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 reducões significativas nos seus valores, e os genótipos apresentaram diferentes desempenhos na absorcão de nutrientes frente aos tratamentos, com excecão 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 absorcão de nutrientes, os genótipos apresentaram comportamentos muito diferenciais para cada elemento avaliado, sendo que também o genótipo Felune obteve elevados índices de absorcão. Todas as variáveis revelaram correlacões significativas entre si.

Regeneração in vitro de anteras de arroz irrigado (Oryza sativa L. ) e mapeamento de QTL associado / In vitro regeneration of irrigated rice (Oryza sativa L. ) anthers and detection of associated QTL

A baixa taxa de regeneração in vitro de alguns cultivares de arroz da subespécie indica limita a utilização de técnicas de cultura de anteras como ferramenta para o desenvolvimento de novos cultivares. A identificação de regiões genômicas associadas à formação de calos e regeneração de plantas, a partir do cultivo de anteras, poderá permitir a transferência do caráter por seleção assistida. Duas populações de retrocruzamento foram utilizadas para o mapeamento genético e estudo destes caracteres, sendo Taipei 309// BRS 7 "Taim"/Taipei 309 (53 genótipos) e BRS 7 "Taim"// BRS 7 "Taim"/Taipei 309 (74 genótipos). Duzentas anteras imaturas de cada genótipo utilizado no estudo foram inoculadas em meio NL líquido e, após 40 dias, os calos formados foram transferidos para o meio MS sólido para regeneração de plantas. Todas as plantas doadoras de anteras foram usadas na extração de DNA genômico e sete primers RAPD foram utilizados na geração de marcadores para a construção dos mapas de ligação dos retrocruzamentos estudados. A taxa de formação de calos variou de 2,27 a 3,36 por cento e a taxa de regeneração de plantas 1,38 a 1,82 por cento, não se diferenciando significativamente. Seis grupos de ligação foram obtidos, três em cada população. Um QTL com LOD 3,10 foi detectado para o caráter formação de calos na população Taipei 309 // BRS 7 "Taim" / Taipei 309. Nenhum QTL foi detectado para a característica regeneração de plantas.