Potassium nitrate on overcoming dormancy in Brachiaria humidicola ‘BRS Tupi’ seeds / O potássio na superação da dormência em sementes de Brachiaria humidicola ‘BRS Tupi’

ABSTRACT: In this study, the aim was to determine the influence of potassium nitrate, using different concentrations and immersion times on the dormancy of the seeds of Brachiaria humidicola cv. ‘BRS Tupi’. Four experiments were performed adopting a factorial scheme (5x3+1) in different seed lots, for different post-harvest storage durations, during which the seeds were immersed in potassium nitrate solutions of different specific concentrations (0, 0.1, 0.3, 0.5 and 1% KNO3), for three exposure periods (12, 24 and 48h), plus one control (untreated), in a completely randomized design. The characteristics assessed included the imbibition curve, germination, first count and germination rate, as well as viability confirmed by using tetrazolium test. From the findings it was evident that treatments involving 0.1; 0.3; 0.5 and 1% KNO3 or pure water, with a 12 hour-soaking period enabled the stored seeds to germinate well for a minimum of eight months post harvest. Root protrusion was observed 24 hours post seed imbibition, whereas for the untreated seeds, satisfactory germination was observed from at least 12 months post harvest and, in most of the lots, between 18 and 24 months.

RESUMO: Objetivou-se avaliar os efeitos do nitrato de potássio, em diferentes concentrações e períodos de imersão, na superação da dormência de sementes de Brachiaria humidicola cv. ‘BRS Tupi’. Os experimentos, em número de quatro, foram realizados com diferentes lotes de sementes, em esquema fatorial (5x3+1) em diferentes períodos de armazenamento após a colheita, em que os tratamentos consistiram de imersão das sementes em soluções com diferentes concentrações de nitrato de potássio (0; 0,1; 0,3; 0,5 e 1% de KNO3), por três períodos de exposição (12, 24 e 48h), mais uma testemunha (sem tratamento), em delineamento inteiramente casualisado. As características avaliadas foram: curva de embebição, germinação, primeira contagem e índice de velocidade de germinação e viabilidade pelo teste de tetrazólio. Os tratamentos 0,1; 0,3; 0,5 e 1% de KNO3 ou água pura, com período de embebição por 12 horas, proporcionam germinação satisfatória das sementes armazenadas por, no mínimo, oito meses após a colheita. A partir de 24h de embebição das sementes ocorre protrusão radicular, enquanto para as sementes não tratadas a germinação satisfatória ocorre, no mínimo, a partir de 12 meses da colheita e, na maioria dos lotes, de 18 a 24 meses.

Productivity and quality of Brachiaria brizantha B4 seeds in function of nitrogen doses / Produtividade e qualidade de sementes de Brachiaria brizantha B4 em função de doses de nitrogênio

ABSTRACT: This study aimed to evaluate aspects of reproductive phenology, yield components and seed quality of the B4 genotype of Brachiaria brizantha in function of nitrogen doses applied at pre-flowering. The experiment was carried out at Embrapa Beef Cattle, in a randomized block design, with seeding density of 2.59kg SPV ha-1 in the first year, in free growth plants. Urea was applied at pre-flowering at doses of 0, 25, 50, 75, 100, 125 and 150kg ha-1. The reproductive cycle of the plant lasts 225 days, with late flowering. N doses influenced the following characteristics: number of fully expanded inflorescences, percentage of dry matter, dry biomass, number of spikelets per raceme, seed yield, weight of a thousand seeds, germination, germination speed index, viability and germination at 10 months after harvest. The maximum yield of pure seed was 144.8kg ha-1 for 50kg ha-1 N, with maximum biological potential, based on components of seed yield of 456.27kg ha-1. Seeds presented high dormancy and reduced physiological quality in higher N doses.

RESUMO: Objetivou-se avaliar aspectos da fenologia reprodutiva, componentes do rendimento e qualidade de sementes do genótipo B4 de Brachiaria brizantha em função de doses de nitrogênio aplicado no pré-florescimento. O experimento foi conduzido na Embrapa Gado de Corte, em blocos casualizados, densidade de semeadura de 2,59kg SPV ha-1, em plantas de primeiro ano e em crescimento livre. Ureia foi aplicada no pré-florescimento nas doses 0, 25, 50, 75, 100, 125 e 150kg ha-1. O ciclo reprodutivo da planta foi de 225 dias, com florescimento tardio. Doses de N influenciaram o número de inflorescências totalmente emergidas, porcentagem de matéria seca, biomassa seca, número de espiguetas por racemo, produtividade de sementes puras, peso de mil sementes, germinação, índice de velocidade de germinação, viabilidade e germinação aos 10 meses da colheita. A produtividade máxima de sementes puras foi 144,8kg ha-1 para 50kg ha-1 N, com potencial biológico máximo, baseado nos componentes da produção de sementes de 456,27kg ha-1. As sementes apresentaram dormência elevada e redução na qualidade fisiológica nas maiores doses de N.

Estresse por deficiência hídrica em genótipos de Brachiaria brizantha / Hydric deficiency in genotypes of Brachiaria brizantha

O experimento foi desenvolvido em casa de vegetação na Embrapa Pecuária Sudeste, utilizando acessos de Brachiaria brizantha. O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso, com arranjo fatorial 2 X 4, sendo dois tratamentos (com e sem déficit hídrico) e quatro genótipos. O grupo de genótipos avaliado foi formado pelas cultivares 'BRS Piatã', 'Marandú', 'Xaraés' e 'BRS Paiaguás', sendo o experimento realizado durante o mês de julho de 2008. As variáveis analisadas foram massa seca total, massa seca de parte aérea, massa seca de raiz, massa seca de colmo, massa seca de folha, taxa de alongamento foliar, área foliar, área foliar específica. O estresse por deficiência hídrica exerceu efeito negativo em todas as características estudadas e em todos os acessos avaliados. A cultivar 'BRS Piatã' foi o genótipo que menos apresentou alteração entre os tratamentos com e sem déficit hídrico, indicando portanto, tolerância dessa cultivar em relação ao estresse por falta de água no solo nessas condições experimentais.

The experiment was conducted in a greenhouse at Embrapa Southeast Livestock, using Brachiaria brizantha accessions. The experimental design was fully randomized blocks with a 2 x 4 factorial arrangement, with two treatments (with and without water deficit) and four genotypes. The group evaluated was formed by genotypes 'BRS Piatã', 'Marandu', 'Xaraés' and 'BRS Paiaguás'. The experiment was conducted during the month of July 2008. The variables analyzed were dry mass of total plant, shoot mass, leaves, stems and roots, leaf elongation rate, leaf area and specific leaf area. The water deficit stress exerted negative effect on all characteristics studied and in all accessions. 'BRS Piatã' was the genotype that showed less change between treatments with and without water deficit, thus indicating tolerance of this cultivar in relation to water stress in the soil under these experimental conditions.

Estimativa da divergência entre ecótipos de braquiária baseada em descritores quantitativos e qualitativos / Estimation of genetic divergence between braquiária ecotypes based on quantitative and qualitative descriptors

O presente trabalho objetivou estimar a divergência genética entre ecótipos de Urochloa brizantha com base na análise de descritores quantitativos, qualitativos e sua análise conjunta a fim de selecionar os promissores para liberação como cultivares desta espécie. Oito ecótipos (B1, B2, B3, B4, B5, B6, B8) e a cultivar 'Marandu' de U. brizantha foram implantados em piquetes, com 1000m2 cada, em duas repetições. Foram avaliados cinco descritores quantitativos e dez qualitativos no período seco e das águas. Os descritores quantitativos foram: área foliar, comprimento e largura das lâminas foliares, massa seca (MS) e proporção de lâmina foliar na MS. Os descritores qualitativos mensurados foram: resistência ao cisalhamento, volume de gás acumulado na fração rápida e lenta, proteína bruta, fibra em detergente neutro, fibra em detergente ácido, celulose, lignina em ácido sulfúrico, sílica e digestibilidade in vitro da matéria orgânica. Houve divergência genética entre os ecótipos de U. brizantha, especialmente em relação aos descritores quantitativos. Com base nos agrupamentos dos descritores quantitativos, qualitativos e sua análise conjunta, o agrupamento contendo de B1, B3 e B5 com 'Marandu' podem resultar em ecótipos promissores de U. brizantha .

This study aimed to estimate the genetic divergence between Urochloa brizantha ecotypes based on quantitative, qualitative descriptors and their joint analysis to select the promising to release as cultivars of this species. Eight ecotypes (B1, B2, B3, B4, B5, B6, B8) and cultivar 'Marandu' of U. brizantha were implanted into pickets with 1000m2 each, with two repetitions. Five quantitative descriptors were evaluated [leaf area (ALF), length and width of leaf blades (CLF and LLF, respectively), dry mass (MS), mass of dry matter (MMS) and proportion of leaf blade in MS (PLF)] in two forage samples, being a representative of rainfall, in February 2000, and another in the dry period, in August 2000. It was measured the qualitative descriptors: shear strength (RC), volume of accumulated gas in fast and slow fraction (A and B, respectively), crude protein (CP), neutral detergent fiber (NDF), acid detergent fiber (ADF ), cellulose (CEL), lignin in sulfuric acid (LIG), silica (SIL) and in vitro digestibility of organic matter (IVOMD). There was considerable genetic divergence in U. brizantha ecotypes, especially regarding to quantitative descriptors. Based on the groupings of quantitative, qualitative descriptors and their joint analysis, the grouping containing of B1, B3 and B5 with 'Marandu' can result in promising U. brizantha ecotypes.

Diversidade genética molecular entre cultivares e híbridos de Brachiaria spp. e Panicum maximum / Molecular genetic diversity among cultivars and hybrids of Brachiaria spp. and Panicum maximum

A utilização de marcadores moleculares pode servir para direcionar cruzamentos, confirmar novos híbridos e identificar genótipos para fins comerciais. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi analisar a diversidade genética entre cultivares e híbridos de Brachiaria spp. e Panicum maximum usando marcadores moleculares do tipo RAPD (Polimorfismos de DNA amplificados ao acaso). Foram 22 genótipos analisados com 10 primers, os quais amplificaram 178 fragmentos polimórficos de DNA, que foram usados para estimar a similaridade genética por meio do coeficiente de Jaccard. Os valores de similaridade obtidos variaram de 0,066 a 0,841. A estrutura genética entre todos os genótipos estudados foi estimada pelo método UPGMA (Método de agrupamento com médias aritméticas não ponderadas), revelando três grupos distintos com altos valores de bootstrap (>89 por cento). Os resultados demonstraram que a técnica RAPD oferece uma maneira rápida, relativamente barata e útil para a caracterização da diversidade genética entre as diferentes cultivares e híbridos de Brachiaria ssp. e P. maximum analisados.

The use of molecular markers may serve to direct crossings, confirm new hybrids and identify new genotypes for commercial purposes. In that context, this research aimed to analyze the genetic diversity among cultivars and hybrids of Brachiaria spp. and P. maximum using molecular markers of the type RAPD (Random amplified polymorphic DNA). It was analyzed 22 genotypes with 10 primers, which amplified 178 DNA polymorphic fragments, which were used to estimate the similarity using Jaccard coefficient. The values of similarity ranged from 0.066 to 0.841. The genetic structure among genotypes was estimated by UPGMA (Unweighted pair-group method with arithmetical average) and revealed three distinct groups with high bootstrap values (>89 percent). The results showed that the RAPD is a fast, relatively inexpensive and useful technique for genetic divergence characterization between different cultivars and hybrids of Brachiaria spp. and P. maximum.

Chromosome number and microsporogenesis of two accessions of Brachiaria dura Stapf (Poaceae) / Número de cromossomos e microsporogênese de dois acessos de Brachiaria dura Stapf (Poaceae)

The two accessions of B. dura analyzed (DU01 and DU02) are hexaploid (2n = 6x = 54), derived from x = 9. Meiotic abnormalities, such as precocious chromosome migration to the poles, laggards and micronuclei, were recorded in low frequency in both accessions. The few multivalent chromosome association at diakinesis and meiotic stability suggested that hexaploidy probably resulted from chromosome doubling. In DU02, chromosome transfer (cytomixis) among meiocytes, involving part or the entire genome was observed. The implication of these findings for the Brachiaria breeding is discussed.

Os dois acessos de B. dura analisados (DU01 e DU02) são hexaplóides (2n = 6x = 54), derivados de x = 9. Anormalidades meióticas como migração precoce de cromossomos para os polos, cromossomos retardatários e micronúcleos foram observados em baixa frequência em ambos os acessos. A presença de poucas associações cromossômicas em diacinese e a estabilidade meiótica sugere que a hexaploidia provavelmente resultou de duplicação cromossômica. No acesso DU02 observou-se transferência de cromossomos (citomixia) entre meiócitos, envolvendo parte ou todo o genoma. As implicações destes resultados para o melhoramento de Brachiaria são discutidas.

Meiotic arrest compromises pollen fertility in an interspecific hybrid between Brachiaria ruziziensis x Brachiaria decumbens (Poaceae: paniceae)

Microsporogenesis was analyzed in an interspecific hybrid between an artificially tetraploidized sexual accession of Brachiaria ruziziensis (2n=4x=36) and a natural apomictic tetraploid accession of B. decumbens. Syncytes involving a large number of cells were recorded in 15.4 percent of meiocytes. Meiosis progressed normally in syncytes during prophase I; in metaphase I, however, several nuclei were found fusioned, showing chromosome stickiness and several chromosome fragments. Meiosis was arrested in metaphase I and pycnotic nuclei and micronuclei were formed. Abnormal cytokinesis fractionated the syncyte into abnormal meiotic products that were covered by the pollen wall. Meiocytes in leptotene were recorded in all the slides prepared for both meiotic divisions, and abnormal "pollen grains" with well-developed pollen wall but containing leptotene nuclei were recorded in 9.18 percent of grains analyzed. These findings suggested that the meiocytes received the signal to enter meiosis but lacked the signal to proceed beyond leptotene. Despite the absence of the meiotic process, such cells were covered by pollen grain wall. Total pollen sterility resulted from these abnormalities combined with still others observed among meiocytes.

A microsporogênese de um híbrido interespecífico entre um acesso sexual tetraploidizado artificialmente de Brachiaria ruziziensis (2n=4x=36) e um acesso apomítico tetraplóide natural de B. decumbens (2n=4x=36) foi analisada. Sincícios envolvendo um grande número de células foram encontrados em 15,40 por cento dos meiócitos. A meiose progrediu normalmente nos sincícios durante a prófase I; em metáfase I, todavia, muitos núcleos fundiram-se, mostrando ainda aderências cromossômicas e inúmeros fragmentos. O processo meiótico foi interrompido na metáfase I, quando a cromatina formou núcleos picnóticos. Citocineses anormais fracionaram os sincícios em produtos meióticos anômalos que foram recobertos pela parede do grão de pólen. Meiócitos em leptóteno também foram observados durante todo o processo meiótico e grãos de pólen anormais com parede de pólen bem desenvolvida, mas contendo núcleos leptotênicos, foram observados em 9,18 por cento dos grãos de pólen analisados. Os resultados sugerem que os meiócitos receberam o sinal para entrar em meiose, mas não receberam o sinal para prosseguir além do leptóteno. Apesar da ausência de processo meiótico completo, os meiócitos foram cobertos pela parede do grão de pólen. Estas anormalidades, combinadas com outras causadas pela poliploidia, resultaram em total esterilidade de pólen.

Cytogenetic evidence for genome elimination during microsporogenesis in interspecific hybrid between Brachiaria ruziziensis and B. brizantha (Poaceae)

Microsporogenesis was analyzed in an interspecific hybrid between an artificially tetraploidized sexual accession of Brachiaria ruziziensis (R genome) and a natural apomictic tetraploid accession of B. brizantha (B genome). Chromosomes associated predominantly as bivalents. From this phase to the end of meiosis, chromosomes presented irregular segregation and abnormal arrangement in the metaphase plate. During metaphase I, in 27.8 percent of meiocytes, bivalents were distributed in two metaphase plates. In anaphase I, two distinct and typical bipolar spindles were formed. In 29.7 percent of pollen mother cells, one genome did not divide synchronically, with chromosomes lagging behind or not segregating at all. The second division was very irregular, resulting in polyads. Based on previous results from analysis of a triploid hybrid between these species, where the R genome was eliminated by asynchrony during meiosis, it is suggested that the laggard genome in this hybrid also belongs to B. ruziziensis.

Abnormal spindle orientation during microsporogenesis in an interspecific Brachiaria ( Gramineae ) hybrid

This paper reports a case of abnormal spindle orientation during microsporogenesis in an interspecific hybrid of the tropical grass Brachiaria. In the affected plant, prophase I was normal. In metaphase I, bivalents were regularly co-oriented but distantly positioned and spread over the equatorial plate. In anaphase I, chromosomes failed to converge into focused poles due to parallel spindle fibers. As a consequence, in telophase I, an elongated nucleus or several micronuclei were observed in each pole. In the second division, the behavior was the same, leading to polyads with several micronuclei. A total of 40 percent of meiotic products were affected. The use of this hybrid in production systems needing good-quality seeds is discussed.

Normal microspore production after cell fusion in Brachiaria jubata (Gramineae)

Cytogenetic studies were carried out on 22 accessions of Brachiaria jubata from the Embrapa Beef Cattle Brachiaria collection. One accession was diploid (2n = 2x = 18) and the remaining 21 were tetraploid (2n = 4x = 36). Among five tetraploid accessions, a specific and constant pattern of cell fusion involving only two microsporocytes was recorded. Meiosis proceeded normally from prophase I to the end, giving rise to an octad with normal microspores that developed into fertile pollen grains. Regular octad formation was possible because each cellular chromosome set was maintained in its proper domain, spindles were correctly positioned, and cytokinesis planes were formed in the correct places. Such behavior of meiosis in syncytes has never been reported in any other plant species.