Endosperm genotyping as a strategy to differentiate the allele source in maize heterozygous progeny

The objective of this work was to distinguish the parental source of alleles in heterozygous progeny using semiquantitative polymerase chain reaction (PCR) in maize endosperm. Endosperms derived from direct and reciprocal single-cross hybrids between maize inbred lines L3 and L1113-01 were genotyped by semiquantitative PCR methodology (SQ-PCR) using fluorescent microsatellite primers. The amplification products were evaluated by the ratios of fluorescence intensity (RFI), calculated between the peaks corresponding to the alleles derived from each parental line. Based on the statistically significant contrast between RFI mean values of direct and reciprocal single-cross hybrids, it was possible to distinguish the number of alleles received from each parental line and, ultimately, to determine the origin of the alleles of each cross. Thus, endosperm genotyping using SQ-PCR is a promising strategy to map QTL in maize outbred populations.

Combining ability of maize grain yield under different levels of environmental stress

The objectives of this work were to caracterize the tropical maize germplasm and to compare the combining abilities of maize grain yield under different levels of environmental stress. A diallel was performed among tropical maize cultivars with wide adaptability, whose hybrid combinations were evaluated in two sowing dates, in two years. The significance of the environmental effect emphasized the environmental contrasts. Based on grain yield, the environments were classified as favorable (8,331 kg ha-1), low stress (6,637 kg ha-1), high stress (5,495 kg ha-1), and intense stress (2,443 kg ha-1). None of the genetic effects were significant in favorable and intense stress environments, indicating that there was low germplasm variability under these conditions. In low and high stresses, the specific combining ability effects (SCA) were significant, showing that the nonadditive genetic effects were the most important, and that it is possible to select parent pairs with breeding potential. SCA and grain yield showed significant correlations only between the closer environment pairs like favorable/low stress and high/intense stress. The genetic control of grain yield differed under contrasting stress environments for which maize cultivars with wide adaptability are not adequate.

Diversidade bacteriana da rizosfera de genótipos de milho contrastantes na eficiência de uso de fósforo

O objetivo deste trabalho foi avaliar a diversidade funcional e genética de bactérias associadas à rizosfera de genótipos de milho contrastantes quanto à eficiência de uso de fósforo, por meio do teste de fontes de carbono no sistema EcoPlate e da eletroforese em gel de gradiente desnaturante (DGGE) dos fragmentos amplificados dos genes 16S ribossomais (rDNA) das bactérias. Foram coletadas amostras de solo da rizosfera de linhagens e híbridos contrastantes quanto à eficiência de uso de fósforo, cultivados em Latossolo Vermelho-Escuro fase cerrado, com baixo e alto teor de P. Bactérias da rizosfera de híbridos e linhagens eficientes, sob estresse de P, analisadas pelo sistema EcoPlate, tenderam a se agrupar conforme a análise de componentes principais, o que indica que utilizaram fontes de carbono semelhantes. Não houve diferença na diversidade bacteriana, analisada pela DGGE, entre bactérias associadas a genótipos eficientes e ineficientes no uso de P. Com base no sequenciamento do 16S rDNA, foi verificado que a rizosfera de genótipos de milho sob estresse de P parece selecionar grupos específicos de bactérias. A estrutura populacional genética e metabólica de bactérias da rizosfera foi mais influenciada pelo teor de fósforo no solo do que pela eficiência das plantas em usar o fósforo.

Fitomassa e relação C/N em consórcios de sorgo e milho com espécies de cobertura

O objetivo deste trabalho foi quantificar a produtividade de fitomassa, o teor e acúmulo de nitrogênio (N), e a relação carbono/nitrogênio (C/N) de monocultivos de sorgo (Sorghum bicolor) e milho (Zea mays) e de seus consórcios com guandu-anão (Cajanus cajan), crotalária (Crotalaria juncea), tremoço branco (Lupinus albus), girassol (Helianthus annuus) e nabo-forrageiro (Raphanus sativus), manejados em diferentes estádios. O experimento foi conduzido de março a julho de 2008, em Argissolo Vermelho distroférrico de textura média, no sistema plantio direto. O delineamento experimental foi o de blocos completos ao acaso, com quatro repetições, e parcelas subdivididas, constituído pelos tratamentos: monocultivos de sorgo e milho e seus respectivos consórcios com guandu-anão, crotalária, girassol, nabo-forrageiro e tremoço branco, nas parcelas; e épocas de corte, aos 60, 90 e 120 dias após a semeadura nas subparcelas. Consórcios de sorgo e milho com outras espécies superaram expressivamente a produtividade de fitomassa de seus monocultivos que ainda acumularam menos N e apresentaram maiores relações C/N na fitomassa. Para aumentar a produtividade de fitomassa, a melhor época de corte é aos 120 dias após a semeadura das culturas de cobertura. O corte aos 90 dias após a semeadura propicia o maior acúmulo de N e as menores relações C/N.

Progresso genético com a seleção recorrente recíproca para híbridos interpopulacionais de milho

O objetivo deste trabalho foi avaliar o progresso genético na obtenção de híbridos interpopulacionais com a seleção recorrente recíproca. Na safra 2005/2006, foram avaliados os híbridos interpopulacionais de milho (Zea mays) originados de três ciclos de seleção (0, 1 e 2) iniciados em 2003, os híbridos simples parentais e o híbrido duplo de F1, em blocos ao acaso com cinco repetições, em dois locais. Na safra seguinte, somente os híbridos interpopulacionais dos ciclos 0 e 2 foram avaliados nas mesmas condições, com 40 repetições por local. O híbrido interpopulacional apresentou desempenho equivalente ao do melhor híbrido parental simples em poucos ciclos seletivos. As estimativas do progresso genético por ciclo foram de 7,9% (ou 0,7 Mg ha-1) para produtividade de espigas despalhadas e de 3,5% para prolificidade. É possível inferir que a seleção recorrente recíproca é eficiente em elevar a produção de híbridos interpopulacionais obtidos a partir de populações F2 de híbridos simples de milho.

Leaf plasticity in successive selection cycles of 'Saracura' maize in response to periodic soil flooding

The objective of this work was to assess the effect of successive selection cycles on leaf plasticity of 'Saracura' maize BRS-4154 under periodical flooding in field conditions. Soil flooding started at the six-leaf stage with the application of a 20-cm depth water layer three times a week. At flowering, samples of leaves were collected and fixed. Paradermic and transverse sections were observed under photonic microscope. Several changes were observed throughout the selection cycles, such as modifications in the number and size of the stomata, higher amount of vascular bundles and the resulting decrease of the distance between them, smaller diameter of the metaxylem, decrease of cuticle and epidermis thickness, decrease of number and size of bulliform cells, increase of phloem thickness, smaller sclerenchyma area. Therefore, the successive selection cycles of 'Saracura' maize resulted in changes in the leaf anatomy, which might be favorable to the plant's tolerance to the intermittent flooding of the soil.

Carotenoides em grãos de milho verde após a aplicação de herbicidas pós-emergentes

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da aplicação de herbicidas pós-emergentes no teor de carotenoides em grãos de milho verde. Utilizou-se o delineamento inteiramente casualizado com cinco tratamentos - sem aplicação; foramsulfuron + iodosulfuron-methyl-sodium (40 g ha-1); nicosulfuron (20 g ha-1); mesotrione (120 g ha-1) e tembotrione (100 g ha-1) - e duas repetições. Os grãos foram avaliados para teores de luteína, zeaxantina, betacriptoxantina, alfacaroteno e betacaroteno, carotenoides pró-vitamina A, carotenoides totais e percentuais de luteína, zeaxantina e carotenoides pró-vitamina A. Os herbicidas tembotrione e o nicosulfuron não causaram efeitos deletérios nos teores de carotenoides totais ou nas frações com atividade pró-vitamina A.

Resistência ao acamamento de plantas e ao quebramento do colmo em milho tropical

O objetivo deste trabalho foi avaliar genótipos de milho quanto à resistência ao acamamento e ao quebramento do colmo e apresentar metodologia para avaliar essas características. Os ensaios foram realizados em blocos ao acaso, com 85 genótipos tropicais de milho e quatro repetições, em cinco locais. Foram avaliadas: as forças necessárias para o arranquio da planta e para o quebramento do colmo e o ângulo no momento do quebramento. As medições foram realizadas com equipamentos desenvolvidos para essas finalidades. Foram realizadas análises de variância e teste de Scott-Knott quanto às características. Asforças de arranquio da planta, de quebramento do colmo e ângulo no momento do quebramento do colmo interagiram significativamente com a localidade. As médias variaram de 49,43 a 76,03 kgf para a força de arranquio da planta, de 1,07 kgf a 2,76 kgf para força de quebramento do colmo, e de 16,15 a 41,18º para o ângulo de quebramento do colmo. Existe variabilidade genética para seleção quanto à resistência ao acamamento e ao quebramento do colmo em genótipos tropicais de milho. A metodologia apresentada é eficiente para a avaliação e discriminação de genótipos.

Anatomia radicular de milho em solo compactado

O objetivo deste trabalho foi avaliar a relação entre a estrutura anatômica das raízes de milho e os atributos físicos de solo submetido a diferentes graus de compactação. O estudo foi realizado em campo, no Município de Dourados, MS, em Latossolo Vermelho distroférrico, textura muito argilosa. O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso, com cinco repetições. O solo utilizado apresentava histórico de oito anos com plantio direto. A compactação adicional do solo foi realizada por meio de tráfego com trator, com uma (PDc1), duas (PDc2), quatro (PDc4) e seis passadas (PDc6) sucessivas, sobre toda a área da parcela. Houve aumento na razão entre o córtex e o cilindro vascular da raiz com o aumento na compactação do solo. Essa razão correlacionou-se negativamente com a macroporosidade e positivamente com a densidade do solo e com a resistência do solo à penetração. O grau de compactação afeta a anatomia radicular do milho, e a resistência do solo à penetração é o indicador físico que melhor expressa esse efeito.

Atividade do sistema antioxidante e desenvolvimento de aerênquima em raízes de milho 'Saracura'

Este trabalho teve como objetivo avaliar a influência de sucessivos ciclos de seleção do milho 'Saracura' na atividade das enzimas do sistema antioxidante, e a relação dessas enzimas com a capacidade dessa variedade em desenvolver aerênquima. Sementes de 18 ciclos de seleção intercalados do milho 'Saracura' e da cultivar BR 107, sensível à hipoxia, foram semeadas em vasos e em casa de vegetação. As plantas foram submetidas ao alagamento intermitente de dois em dois dias. As amostras de raízes foram coletadas após 60 dias e analisaram-se as atividades das enzimas peroxidase do guaiacol, peroxidase do ascorbato e catalase, além da capacidade das plantas de cada ciclo desenvolverem aerênquima. Ao longo dos ciclos, as plantas apresentaram modificações na atividade das enzimas, com aumento na de peroxidase do ascorbato e diminuição na de catalase e de peroxidase do guaiacol. Observou-se, ainda, maior capacidade de desenvolver aerênquima nos últimos ciclos de seleção. A redução na atividade das enzimas do sistema antioxidante parece estar relacionada a um desbalanço na decomposição de H2O2.

Herança de caracteres associados à eficiência de utilização do fósforo em milho

O objetivo deste trabalho foi identificar os efeitos genéticos que controlam a herança de caracteres associados à eficiência de utilização do fósforo (EUP) em milho e determinar as relações entre esses caracteres. Foi realizado um dialelo entre seis cultivares de milho do qual foram obtidas 15 combinações híbridas. Estas cultivares foram avaliadas em alta e baixa disponibilidade de fósforo, em casa de vegetação e campo. Foram medidas a resposta das plantas à disponibilidade de fósforo (RU) e as características associadas às eficiências de utilização e translocação do nutriente. As combinações híbridas apresentaram interação significativa com a disponibilidade de P, para os caracteres massa de matéria seca da planta (MSP), teor de P na planta (PAP) e razão entre as massas de matéria seca da parte aérea e da raiz (RMS). A interação entre capacidade geral de combinação e RU foi significativa para PAP e RMS e, entre capacidade específica de combinação e RU, para MSP e PAP. As EUP em baixa e alta disponibilidade do nutriente estiveram correlacionadas entre si e com RU. A EUP em baixa disponibilidade de P não se correlacionou com a produtividade de grãos. Contudo, sob alta disponibilidade do nutriente, esses parâmetros se correlacionaram. Os efeitos não aditivos têm maior importância para caracteres relacionados à EUP, de modo que a seleção deve ser realizada nas combinações híbridas.

Soil carbon and nitrogen mineralization caused by pig slurry application under different soil tillage systems

The objective of this work was to evaluate the change in soil C and N mineralization due to successive pig slurry application under conventional tillage (CT) and no tillage (NT) systems. The experiment was carried out in a clayey Latossolo Vermelho eutrófico (Rhodic Eutrudox) in Palotina, PR, Brazil. Increasing doses of pig slurry (0, 30, 60 and 120 m³ ha-1 per year) were applied in both tillage systems, with three replicates. Half of the pig slurry was applied before summer soil preparation, and the other half before the winter crop season. The areas were cultivated with soybean (Glycine max L.) and maize (Zea mays L.) in the summers of 1998 and 1999, respectively, and with wheat (Triticum sativum Lam.) in the winters of both years. Soil samples were collected at 0-5, 5-10, and 10-20 cm depths. Under both CT and NT systems, pig slurry application increased C and N mineralization. However, increasing pig slurry additions decreased the C to N mineralization ratio. Under the NT system, C and N mineralization was greater than in CT system.

Produtividade de soja e milho após coberturas de inverno e descompactação mecânica do solo

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de coberturas de inverno e da descompactação mecânica do solo sobre o desempenho de soja e milho, em sistema de plantio direto. Foram conduzidos dois experimentos em Eldorado do Sul, RS, sobre Argissolo Vermelho compactado, nas safras 2005/2006 e 2006/2007. No primeiro, o delineamento experimental foi em blocos ao acaso, com parcelas subdivididas. Os tratamentos consistiram de duas profundidades teóricas de atuação da haste sulcadora da semeadora (0,06 e 0,12 m, subparcela) e de três tipos de coberturas do solo no inverno (parcela): pousio, aveia-preta (Avena strigosa) e aveia-preta+ervilhaca (Vicia Sativa). Em 2006, a cobertura aveia-preta+ervilhaca foi substituída por nabo-forrageiro (Raphanus sativus). No segundo experimento, realizado em blocos ao acaso, o solo foi escarificado e os tratamentos consistiram do uso de aveia-preta ou nabo-forrageiro como cobertura de inverno. Os cultivos de cobertura reduziram a compactação superficial do solo (0-0,06 m) em comparação ao pousio e, na safra 2006/2007, sob condições de baixa disponibilidade hídrica, proporcionaram maior produtividade de milho e soja. Isso não se repetiu em 2006/2007, quando a disponibilidade hídrica foi adequada. O aumento da profundidade de atuação das hastes sulcadoras não influenciou a produtividade da soja e do milho. A escarificação reduziu a produtividade da soja e do milho em relação ao SPD contínuo.

Valor nutritivo do colmo de híbridos de milho colhidos em três estádios de maturidade

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da maturidade da planta sobre a qualidade nutricional do colmo de híbridos de milho, para definir critérios de seleção em programas de melhoramento de milho para ensilagem. Foram avaliados 15 híbridos de milho, do programa de melhoramento do Instituto Agronômico, em Campinas, SP, colhidos com 90, 120 e 150 dias após a germinação, em experimento com delineamento de blocos ao acaso, com três repetições. O quarto e o quinto internódios do colmo foram retirados para determinação da composição bromatológica e digestibilidade in vitro. Com o avanço da maturidade, houve queda no teor de fibra e aumento no de lignina de ambos os internódios. Observou-se aumento na digestibilidade da matéria seca do quinto internódio, mas não houve mudanças na do quarto internódio. A maturidade também reduziu a digestibilidade da fibra em detergente neutro (DIVFDN) do quarto internódio, mas não a do quinto. A DIVFDN do quarto internódio pode ser utilizada como parâmetro de seleção para aumento da qualidade nutricional de híbridos de milho. Nas três idades de corte, houve grande variabilidade genética dos parâmetros de qualidade, o que realça a possibilidade de implantação de programas de melhoramento genético para qualidade nutricional do milho para ensilagem.

Evaporação da água na superfície do solo em sistemas de plantio direto e preparo convencional

Este trabalho teve por objetivos quantificar a evaporação da água na superfície do solo, em plantio direto e em preparo convencional, e avaliar o uso de microlisímetros de pesagem para medir esse processo. As medições foram feitas em campo, nos verões de 2001/2002, 2002/2003 e 2004/2005, em experimentos irrigados e não irrigados. Utilizaram-se delineamentos inteiramente casualizados, com quatro repetições, cujos tratamentos consistiram de sistemas de manejo do solo – plantio direto e preparo convencional –, e a presença ou ausência de cultivo de milho. Mediu-se a evaporação diária durante períodos de secagem do solo, entre precipitações ou irrigações consecutivas. Em experimentos sem irrigação, a evaporação acumulada foi maior sob plantio direto, na maioria dos períodos de medição, independentemente da presença da lavoura de milho. Nos experimentos com irrigação, a evaporação não apresentou diferenças regulares entre sistemas de manejo de solo. Normalmente, no início dos períodos de medição, com dois a cinco dias de secagem do solo, a evaporação foi maior em solo sob preparo convencional, tendo-se tornado maior em plantio direto, no restante do período de secagem. O emprego de microlisímetros de pesagem é eficiente para medir a evaporação na superfície do solo.