Agronomic performance, chromosomal stability and resistance to velvetbean caterpillar of transgenic soybean expressing cry1Ac gene

The objective of this work was to analyze the agronomic performance and chromosomal stability of transgenic homozygous progenies of soybean [Glycine max (L.) Merrill.], and to confirm the resistance of these plants against Anticarsia gemmatalis. Eleven progenies expressing cry1Ac, hpt and gusA genes were evaluated for agronomic characteristics in relation to the nontransformed parent IAS 5 cultivar. Cytogenetical analysis was carried out on transgenic and nontransgenic plants. Two out of the 11 transgenic progenies were also evaluated, in vitro and in vivo, for resistance to A. gemmatalis. Two negative controls were used in resistance bioassays: a transgenic homozygous line, containing only the gusA reporter gene, and nontransgenic 'IAS 5' plants. The presence of cry1Ac transgene affected neither the development nor the yield of plants. Cytogenetical analysis showed that transgenic plants presented normal karyotype. In detached-leaf bioassay, cry1Ac plants exhibited complete efficacy against A. gemmatalis, whereas negative controls were significantly damaged. Whole-plant feeding assay confirmed a very high protection of cry1Ac against velvetbean caterpillar, while nontransgenic 'IAS 5' plants and homozygous gusA line exhibited 56.5 and 71.5% defoliation, respectively. The presence of cry1Ac transgene doesn't affect the majority of agronomic traits (including yield) of soybean and grants high protection against A. gemmatalis.

Genetic variation and environmental effects on beta-conglycinin and glycinin content in Brazilian soybean cultivars

The objective of this work was to determine genetic and environmental effects on beta-conglycinin and glycinin content in Brazilian soybean cultivars. The concentrations of these protein fractions were analyzed by scanning densitometry after electrophoresis, in 90 Brazilian soybean cultivars sown in Ponta Grossa, PR, in 2001. The effects of the sowing location were determined in the cultivar MG/BR 46 (Conquista), sown in 16 locations of Goiás and Minas Gerais states (Central Brazil), and in the cultivar IAS 5, sown in 12 locations of Paraná and São Paulo states (Southern Brazil), in 2002 soybean season. A significant variability for beta-conglycinin (7S) and glycinin (11S) protein fractions ratio was observed among the 90 Brazilian soybean cultivars. 'MS/BRS 169' (Bacuri) and 'BR-8' (Pelotas) presented the highest and the lowest 11S/7S ratios (2.76 and 1.17, respectively). Beta-conglycinin protein fractions presented more variability than glycinin protein fractions. Grouping test classified 7S proteins in seven groups, 11S proteins in four groups, and protein fraction ratios (11S/7S) in nine groups. Significant effect of sowing locations was also observed on protein fractions contents. There is a good possibility of breeding for individual protein fractions, and their subunits, without affecting protein content.

Screening of Brazilian soybean genotypes with high potential for somatic embryogenesis and plant regeneration

The aim of this work was to identify Brazilian soybean (Glycine max) genotypes with potential to respond to in vitro culture stimuli for primary somatic embryo induction, secondary embryo proliferation and plant regeneration. Differences among eight tested cultivars were observed at each stage. Two cultivars, IAS-5 and BRSMG 68 Vencedora, were selected for the evaluation of the capacity for embryo differentiation and plant regeneration. These cultivars had high embryo induction frequencies, repetitive embryogenic proliferation, and low precocious embryo germination in the initial experiment. The effect of abscisic acid (ABA) and charcoal addition on plant regeneration was investigated. The addition of ABA to proliferation medium and of ABA and activated charcoal to maturation medium increased embryo differentiation rates, which resulted in a higher number of regenerated plants. The BRSMG 68 Vencedora cultivar was found to have a high potential for embryo induction, embryo proliferation and plant regeneration. The potential of this cultivar for somatic embryogenesis was similar to that observed for cultivar IAS-5, which is currently used for soybean transformation in Brazil. BRSMG 68 Vencedora may be a good alternative genotype for soybean genetic engineering via somatic embryogenesis protocols.

Induction of transgenic hairy roots in soybean genotypes by Agrobacterium rhizogenes‑mediated transformation

The objective of this work was to perform the screening of soybean genotypes as to their ability to respond to the induction of hairy roots by Agrobacterium rhizogenes‑mediated transformation. Four Brazilian soybean cultivars (BRSMG 68 Vencedora, BRS 137, Embrapa 48, and MG/BR 46 Conquista) and two North American ones adapted to Brazilian cropping conditions (Bragg and IAS‑5) were screened for their capacity to respond to A. rhizogenes in protocols for in vitro hairy root culture and ex vitro composite plant production. Four‑day‑old seedlings with uniform size were injected with A. rhizogenes harboring the plasmid p35S‑GFP. Seedlings expressing green fluorescent protein (GFP) in at least one hairy root were used to determine the transformation frequency. Using an axenic in vitro protocol, excised cotyledons from four‑day‑old seedlings were infected with A. rhizogenes harboring the pCAMBIA1301 plasmid, containing the gusA reporter gene. The transformation frequency and the number of days for hairy root emergence after bacterial infection (DAI) were evaluated. The transformation frequency and DAI varied according to the genotype. Cultivars MG/BR 46 Conquista and BRSMG 68 Vencedora are more susceptible to A. rhizogenes and can be recommended for transformation experiments.

Changes in the isoflavone profile and in the chemical composition of tempeh during processing and refrigeration

The objective of this work was to analyze changes in the isoflavone profile, determined by high performance liquid chromatography, at different processing stages and after refrigeration of tempeh. For tempeh production, clean soybean grains from cultivars BR 36 (low isoflavone content) and IAS 5 (high) were dehulled, and the separated cotyledons were hydrated and then cooked in boiling water for 30 min. Spores of the fungus Rhizopus microsporus var. oligosporus were inoculated in the cooked and cooled cotyledons, and incubated at 32ºC for 6, 12, 18, and 24 hours in perforated polypropylene bags, for fermentation. The resulting tempeh was stored at 4ºC for 6, 12, 18, and 24 hours. After 24-hour fermentation, isoflavone glucosides were 50% reduced, and the aglycone forms in the tempeh from both cultivars was increased. The malonyl forms reduced 83% after cooking. Less than 24 hours of refrigeration did not affect the isoflavone profile of tempeh from either cultivar, which is a good indicator of its quality. The tempeh maintains the high and low isoflavone content of the cultivars, which indicates that cultivar differences in this trait should be considered when processing tempeh.

Inheritance of late flowering in natural variants of soybean cultivars under short-day conditions

The objective of this work was to determine the inheritance of the long juvenile period trait in natural variants of the Doko, BR 9 (Savana), Davis, Embrapa 1 (IAS 5RC), and BR 16 soybean cultivars. Complete diallel crosses were made between the Doko and BR 16 cultivars and their variants. A 3:1 segregation ratio was observed in the F2 populations of the 'Doko' x Doko-18T, 'Doko' x Doko-Milionária, 'Davis' x São Carlos, and 'BR 9 (Savana)' x MABR92-836 (Savanão) crosses, indicating that the long juvenile period trait is controlled by a pair of recessive genes. The difference in late flowering between the Doko cultivar and both of its variants was caused by a recessive spontaneous mutation at the same genetic locus. However, the variants Doko-18T and Doko-Milionária are identical mutants that share a pair of genes that control the long juvenile period under short-day conditions. These mutants can be used in breeding programs to develop cultivars adapted to low-latitude tropical regions.

Observação de resistência parcial a Septoria glycines em soja

Seleção de genótipos de soja (Glycine max) resistentes à mancha parda foi avaliada em condições de casa de vegetação, inoculando-se plantas de soja com um mês de idade com suspensão de esporos calibrada para 10(6) esporos/ml. A avaliação foi iniciada duas semanas após a inoculação e consistiu em determinar a área abaixo da curva de progresso de lesão, índice de amarelecimento e período necessário para atingir 5% de área foliar necrosada. Nenhum genótipo testado foi imune à mancha parda da soja. No entanto, as cultivares CTS-40, IAS-2, IAS-5, PI PI 230 975 e PI 204 332 exibiram menor porcentagem de área foliar necrosada e apresentaram maior período em dias para atingir 5 % de severidade. Os resultados mostram que o nível de severidade estabelecido baseado no número de dias para atingi-lo é um bom indicador para seleção de genótipos com resistência parcial a Septoria glycines. Os genótipos identificados como tolerantes, neste trabalho, poderão ser utilizados nos programas de melhoramento de soja no Brasil.

Reação de cultivares de soja à podridão vermelha da raiz causada por Fusarium solani f. sp. glycines

A podridão vermelha da raiz, causada por Fusarium solani f. sp. glycines, é considerada uma das doenças mais severas de soja (Glycine max) no Sul do Brasil. Este trabalho avaliou a reação de 30 genótipos de soja em experimentos conduzidos em câmara de crescimento, na Embrapa Trigo, Passo Fundo, RS. Inoculou-se o fungo nos genótipos pelo método "palito-de-dente", através da introdução de uma ponta de palito colonizada pelo fungo no hipocótilo de cada plântula e pelo método "grão de sorgo", em que o inóculo, constituído de grãos de sorgo (Sorghum bicolor) colonizados, foi colocado ao redor do colo da planta. Avaliaram-se os sintomas na parte aérea e no sistema radicular. Para ambos métodos de inoculação, houve diferenças entre genótipos e a amplitude de reação variou de resistência moderada à alta suscetibilidade. Os genótipos BRS 66, BRS 137 e BRS 138, pelo método "palito-de-dente", e IAS 5 e BRS 137, pelo método "grão de sorgo", foram considerados moderadamente resistentes. Os genótipos Embrapa 59, CEP 12-Cambará, Ipagro 21, FT-Guaíra, FT-Abyara, BR-4 e FT-2003 foram moderadamente suscetíveis (MS) pelo método "palito-de-dente", enquanto Ivorá, RS 7-Jacuí, Fepagro RS-10, BR-16, CD 203, BR-4, CEP 20-Guajuvira, BRS 154, BRS 138 e Cobb foram MS pelo método "grão de sorgo". Por outro lado, Bragg, CD 205, RS 5-Esmeralda, RS 9- Itaúba, IAS 4, Ocepar 14, CD 201, FT 2011, FT-Saray, BRS 153 e FT-2004 foram suscetíveis em ambos os métodos usados.

Análise temporal da sarna da macieira nas cultivares Royal Gala e Fuji sob os sistemas convencional e orgânico de produção

A sarna da macieira, causada por Venturia inaequalis, é uma das principais doenças da cultura. Devido à grande preocupação com os riscos de contaminação ambiental e intoxicação humana, o cultivo orgânico surge como uma alternativa, buscando preservar a qualidade do produto final em relação ao sistema convencional. Com o objetivo de avaliar a epidemiologia da sarna da macieira nos sistemas convencional e orgânico de produção, foi empregada a técnica de análise da dinâmica temporal, nas cultivares Royal Gala e Fuji, nas condições edafo-climáticas do Sul do Brasil. A incidência foi quantificada semanalmente, gerando 16 mapas em cada sistema de produção e quinzenalmente, a severidade da doença foi avaliada em 100 folhas, distribuídas em quatro ramos, de acordo com escala diagramática específica, com 12 repetições. Foram plotadas curvas de progresso da doença e as epidemias comparadas em relação a) início do aparecimento dos sintomas (IAS); b) tempo para atingir a máxima intensidade da doença (TAMID); c) valor máximo de severidade da doença (y max) e d) área abaixo da curva de progresso da doença (AACPD). Os dados de incidência foram analisados por meio de análise de regressão linear simples, ajustados para três modelos empíricos, Logístico, Monomolecular e Gompertz. As cultivares avaliadas foram suscetíveis à V. inaequalis, com diferenças significativas entre as cultivares e entre os sistemas de produção. Houve maiores níveis de intensidade de doença e taxa de progresso da doença (r) no sistema orgânico que no sistema convencional de produção, sendo que o modelo mais apropriado para descrever a curva de progresso da doença foi o Logístico.

Utilização de Acibenzolar-S-Methyl para controle de doenças foliares da soja

O controle das doenças foliares na cultura da soja pode ser obtido pela utilização de métodos genéticos, culturais e químicos. A utilização de ativadores químicos dos mecanismos de defesa é uma alternativa de controle induzido. Para avaliar o efeito na eficácia com a inclusão de Acibenzolar-S-Methyl (ASM) no programa de controle químico das doenças foliares na cultura da soja, um experimento foi instalado com as cultivares IAS 5, CD 201 e RS 10. O efeito do ASM foi avaliada isoladamente e em mistura com Difenoconazole aplicados nos estádios R3, R4 e R5.1 e o Azoxystrobin em R5.1. Os parâmetros avaliados foram a severidade das doenças de final de ciclo (DFC), desfolha, área foliar verde e rendimento de grãos. A inclusão de ASM nos programas de controle químico aumentou, na maioria dos casos, a eficácia dos fungicidas para todos os parâmetros avaliados, porém com variação entre as cultivares. Os melhores resultados foram obtidos com aplicações de Difenoconazole + ASM aplicado em R3 e R4, não sendo verificado efeito na eficácia do Azoxystrobin (R5.1). O incremento no rendimento das cultivares foi influenciado pela tolerância das cultivares as doenças, sendo positivo para as cultivares CD 201 e RS 10 com aplicação de ASM + Difenoconazole em R4.

Estudo de métodos de inoculação para a avaliação de cultivares de soja a Fusarium tucumaniae

Avaliou-se a reação das cultivares de soja, IAS-5, FT-Cometa, CAC-1, Monarca e MG/BR 46 (Conquista), consideradas resistentes, e de FT-Estrela e FT-Cristalina, suscetíveis a F. tucumaniae, por dois métodos. Foram inoculadas plântulas e folhas destacadas de soja através do método de grãos de sorgo e grãos de aveia, respectivamente. As avaliações de severidade da doença foram efetuadas semanalmente utilizando-se escalas de notas tanto para sintomas observados na parte aérea das plântulas como para o sistema radicular, e também através da porcentagem de plântulas mortas. Avaliou-se também a altura de plantas e os comprimentos das lesões externa e interna da haste. A relação das cultivares em ordem crescente de porcentagem de plantas mortas foi CAC-1 (47%), Monarca (60%), MG/BR 46 (Conquista) (61%), IAS-5 (64%), FT-Cristalina (84%), FT-Cometa (86%) e FT-Estrela (90%). Em folhas destacadas, inicialmente, o patógeno infectou tecidos das regiões próximas ao pecíolo, porém este método não foi adequado na caracterização dos materiais, uma vez que ocorre senescência precoce das folhas.

Avaliação de cultivares de soja (Glycine max (L.) Merril) em competição com Euphorbia heterophylla L. sob três densidades e dois períodos de ocorrência

O presente trabalho, conduzido durante o ano agrícola de 1979/80 na Estação Experimental Agronômica de UFRGS, em Guaíba, RS, apresentou como objetivo testar quatro cultivares de soja (Paraná, Prata, Hood e IAS-4) quanto à sua habilidade em concorrer com Euphorbia heterophylla L. (leiteira, amendoim-bravo) estabelecida em três densidades (0, 12 e 54 plan-tas/m2, em média) e dois períodos de duração da competição (45 e 115 dias após a emergência da soja). Constatou-se que houve redução no rendimento de grãos de soja por efeito dos dois períodos de competição e das densidades de E. heterophylla L. referidas. Também os números de grãos e de legumes por área foram consideravelmente reduzidos pela presença da planta daninha associada ao período mais prolongado de competição. A espessura do caule e o número de nós das plantas de soja decresceram apenas sob o efeito da maior densidade da Euphorbia; entretanto, o número de ramos e o índice de área foliar, este aos 75 dias após a emergência da cultura, sofreram redução com a infestação de 12 plantas de Euphorbia por m2.

Velocidade de emergência e crescimento inicial de cultivares de arroz irrigado influenciando a competitividade com as plantas daninhas

A utilização de cultivares de arroz com elevada habilidade competitiva constitui-se numa alternativa para minimizar os efeitos adversos das plantas daninhas sobre a produção das culturas; assim, a rapidez de emergência e a de crescimento inicial são características fisiológicas desejáveis, que aceleram a ocupação do espaço e a utilização dos recursos do meio por um cultivar, reduzindo dessa forma os efeitos competitivos das plantas daninhas. O objetivo deste trabalho foi de investigar variações nas velocidades de emergência e de crescimento inicial de plantas de diferentes cultivares de arroz irrigado. Para isso, foram conduzidos dois experimentos em vasos durante o verão de 1999/2000. Os cultivares avaliados foram: Bluebelle, BR IRGA 410, BRS Chuí, BRS Ligerinho, BRS Taim, CICA 8, EEA 406, El Paso L 144, EPAGRI 108, IAS 12-9 Formosa, IR 841, IRGA 417, IRGA 418, IRGA 421 e XL 6. Avaliou-se a velocidade de emergência até os 10 dias após a semeadura (DAS). A velocidade de crescimento inicial foi caracterizada pelas variáveis área foliar, estádio de desenvolvimento, estatura e fitomassa seca da parte aérea e do sistema radicular, determinadas em duas épocas: aos 14 e 24 DAS. Os cultivares Ligeirinho e IR 841 foram os que mais se destacaram quanto à velocidade de emergência; em contrapartida, os cultivares Formosa e XL 6 demonstraram lenta emergência. Considerando conjuntamente as quatro variáveis relativas ao crescimento inicial de plantas, os cultivares de maior destaque para crescimento inicial mais rápido na primeira avaliação (14 DAS) foram Ligeirinho, El Paso e IRGA 418, enquanto Formosa, Bluebelle e XL 6 foram os de menor crescimento. Na segunda determinação (24 DAS), posicionaram-se em destaque Chuí, El Paso e Ligeirinho, enquanto IR 841 e Formosa apresentaram os piores desempenhos em variáveis de crescimento inicial.

Tolerância à interferência de plantas competidoras e habilidade de supressão por genótipos de soja: II. Resposta de variáveis de produtividade

As perdas de produtividade das culturas em decorrência da competição de plantas concorrentes geralmente aumentam quanto mais semelhantes forem suas características morfofisiológicas. O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos da competição de cultivares de soja, simulando espécies daninhas dicotiledôneas, sobre cultivares de soja portadores de características diferenciais de planta. Para isso, conduziu-se um experimento em campo, em Eldorado do Sul-RS. Os fatores e tratamentos comparados foram: três condições de competição (ausência de plantas de soja concorrentes e presença de plantas concorrentes do cultivar de soja BRS 205 ou Cobb); e quatro cultivares reagentes de soja à competição (IAS 5, BR-16, CD 205 e Fepagro RS-10). Avaliaram-se variáveis relacionadas à produtividade dos cultivares e outras correlatas. Características dissimilares em plantas de cultivares de soja, como estatura e ciclo, resultaram em habilidade competitiva diferenciada com plantas concorrentes. O cultivar de soja CD 205, de estatura elevada e ciclo tardio, mostrou alta habilidade competitiva; IAS 5, de baixa estatura e ciclo precoce, apresentou baixa tolerância à competição, enquanto BR-16 e Fepagro RS-10 são intermediários. Cultivares com elevada habilidade competitiva, além de tolerarem a competição, preservando o potencial de produtividade, também suprimem a produção de grãos das plantas concorrentes.

Tolerância à interferência de plantas competidoras e habilidade de supressão por cultivares de soja: I. Resposta de variáveis de crescimento

Características morfofisiológicas diferenciais de plantas podem influenciar as relações de competição entre cultura e plantas daninhas. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a influência das características de plantas de quatro cultivares de soja sob competição ou não com outros dois cultivares de soja, simulando espécies daninhas dicotiledôneas, durante a fase vegetativa de crescimento. Para isso, conduziram-se dois experimentos: um em vasos, visando fornecer subsídios quanto ao crescimento inicial das plantas de soja; e outro em campo, a fim de acompanhar características de crescimento das plantas. Em campo, foram comparados os seguintes fatores e tratamentos: três condições de competição (ausência de plantas concorrentes; presença de plantas dos cultivares de soja BRS 205 ou Cobb); e quatro cultivares reagentes de soja à competição (IAS 5, BR-16, CD 205 e Fepagro RS-10). Cultivares de soja apresentaram variações na velocidade de emergência e de crescimento inicial de plantas. A presença de plantas concorrentes, independentemente das características próprias, afetou a ramificação da soja. Os cultivares Fepagro RS-10 e BR-16 apresentaram rápido crescimento durante a fase inicial de desenvolvimento; CD 205, ao contrário, mostrou lento crescimento nesta fase. Cultivares de soja de ciclo precoce cobriram com mais rapidez o solo durante os primeiros 45 dias do que os tardios.