水肥空间组合对冬小麦生物学性状及生物量的影响

目的】研究水肥空间组合对冬小麦形态指标及生物量的影响,对指导旱地施肥具有一定理论和实践意义。【方法】以肥熟土垫旱耕人为土为供试土壤,在全生育期遮雨和人工控制土壤水分条件下,采用分层隔水土柱试验法研究与田间土层分布相同土柱不同土层水分、氮、磷组合对冬小麦叶面积、株高、分蘖数、生物量、根冠比和收获指数等指标的影响。【结果】与整体湿润水分处理相比,上干下湿水分处理(0～30cm土层干旱胁迫,30～90cm土层湿润)下,抽穗期小麦旗叶面积、株高分别降低7.03%和3.77%;小麦地上部和根系生物量及收获指数也不同程度降低,但根冠比增加。从肥料处理看,单施磷和氮磷配施处理,小麦叶面积、株高、有效分蘖数和总生物量均极显著高于单施氮和CK,这与供试土壤各土层严重缺磷,而氮素供应相对丰富有关。从不同土层施肥看,在两种水分处理下,单施氮时,以均匀施入0～90cm土层小麦叶面积、株高、有效分蘖数、地上部生物量和根系生物量最高,施入0～30cm土层最低;单施磷和氮磷配施时,0～90cm与0～30cm土层施肥间总叶面积、旗叶面积、株高、有效分蘖数以及总生物量差异不显著,但均显著高于30～60cm和60～90cm土层相应施肥处理。【...

植物CytP450和抗氧化酶对土壤低浓度菲、芘胁迫的响应

以小麦(Triticum acstivnm)为供试植物,草甸棕壤为供试土壤,以微粒体细胞色素P450及抗氧化酶SOD、POD和CAT酶活性为指标,进行了土壤中菲、芘单一及复合胁迫响应研究。结果初步表明,菲、芘胁迫引起植物体内解毒代谢和抗氧化防御酶反应。菲、芘单一胁迫浓度为1mgkg-1时对细胞色素P450产生显著诱导;4mgkg-1时P450酶含量明显被抑制,表明低浓度菲、芘单一胁迫对植物代谢解毒系统产生损伤;而菲、芘复合1mgkg-1时P450酶含量明显被抑制,说明菲、芘复合胁迫对植物的代谢解毒具有协同毒性效应。土壤中菲、芘单一胁迫未引起SOD酶活性的明显改变,复合胁迫下SOD酶活性出现微弱下降;菲、芘单一胁迫对CAT和POD酶活性具有显著抑制作用;复合胁迫对CAT产生抑制作用,而POD酶活性并未对菲、芘复合产生增强毒性响应。研究从代谢解毒和抗氧化防御酶系统两方面,为土壤低浓度PAHs污染诊断提供了实验依据。

苜蓿干草和秸秆组合体外发酵营养特性及其利用研究

应用体外发酵产气技术,评价了苜蓿Medicago sativa干草和玉米Zea mays、小麦Triticum aestivum秸秆分别以0∶100、25∶75、50∶50、75∶25和100∶0进行两两组合时的发酵特性。结果表明：不同比例组合产气量（GP）、理论最大产气量（A）、产气速率（b）及产气延滞时间（LAG）变化趋势不同;苜蓿干草与玉米秸秆按50∶50的比例或苜蓿干草与小麦秸秆按75∶25的比例组合时的效应明显好于其他组合。48 h产气量与粗蛋白（CP）（P〈0.05）及中性洗涤可溶物（NDS）含量呈正相关关系,而与中性洗涤纤维（NDF）、酸性洗涤纤维（ADF）、半纤维（HC）含量及NDS/CP（P〈0.01）呈负相关关系;理论最大产气量与CP、NDS的含量呈正相关关系,与NDF、ADF、HC和NDS/CP（P〈0.01）呈负相关关系;产气速率与CP（P〈0.01）、HC（P〈0.01）、NDS（P〈0.01）呈极显著正相关关系,分别与NDF（P〈0.01）、ADF（P〈0.01）、NDS/CP（P〈0.05）呈负相关关系;产气延滞时间与饲草料的主要营养成分的相关关系不明显,只与NDS/CP（P〈0.05）呈显著正相关关系。结论认为,饲草中非结构性碳水化合物与蛋白质比例决定了体外发酵产气的特性。生产实践中应针对低质粗饲料营养特性,适当添补易发酵或高蛋白牧草,提高粗饲料利用效率。

Cytological and Molecular Identification of Alien Chromatin in Giant Spike Wheat Germplasm

Alien chromosomes of twelve giant spike wheat germplasm lines were identified by C-banding, genomic in situ hybridization (GISH), sequence characterized amplified region (SCAR), and random amplified polymorphic DNA (RAPD). All lines showed a chromosome number of 2n = 42, five of them carried both a pair of wheat-rye (Triticum aestivum-Secale cereal) 1BL/1RS translocation chromosomes and a pair of Agropyron intermedium (Ai) chromosomes, three carried a pair of Ai chromosomes only, three others carried a pair of 1BL/1RS chromosomes only, and one carried neither 1BL/1BS nor Ai chromosome. Further identification revealed that the identical Ai chromosome in these germplasm lines substituted the chromosome 2D of common wheat (Triticum aestivum L.), designated as 2Ai. The genetic implication and further utilization of 2Ai in wheat improvement were also discussed.

Analysis of high wheat yields in Northwest China

Grain yields of over 14 Mg ha(-1) were reported in 1978 for spring wheat (Triticum aestivum L.) grown in Northwest China. Understanding the circumstances under which this record yield was achieved may be useful in defining the key factors that lead to high grain yields and in determining the limits to wheat yield. A relatively simple, mechanistic model was used in an effort to simulate the record yield. The model was used as a framework in which various crop traits could be adjusted to match the observed crop growth. The weather that was characterized by cool temperatures and high levels of solar radiation, proved to be especially important in allowing a full-season crop to achieve record yields. Variables defining plant development in the model also had to be set to describe the high yielding cultivar grown in China. Leaf development was defined by the length of a phyllochron, which was set equal to 78 TU (thermal units, base temperature equal to 0 degrees C) based on independent data. The description of grain fill had to be defined to match simulation results with the observations. Two variables, length of the grain-fill period and the grain growth rate, were set in response to the unique traits of this cultivar and the low temperatures during grain development. These simulations led to important suggestions for examining the interaction between cool temperature regimes and developmental traits of wheat cultivars. (C) 1997 Published by Elsevier Science Ltd.

Reconhecimento oficial de área livre do nematóide Anguina tritici (Steinbuch, 1799) Chitwood, 1935, no estado de Virginia; EUA, para exportação de trigo para o Brasil.

2002

Modelagem molecular da proteína small heat shock de Xylella fastidiosa.

Este documento descreve o modelo molecular da proteína XF2234 e a análise preliminar da sua estrutura. O modelo foi construído por modelagem por homologia (ou modelagem comparativa) com a estrutura cristalográfica de uma proteína small heat shock de Triticum aestivum (trigo). A análise da estrutura tridimensional da proteína XF2234 tem o objetivo de contribuir para aumentar o conhecimento sobre o papel biológico das smHSPs, necessário para o combate à CVC.

Método do tanque classe A para irrigação do trigo no Cerrado.

2001

Tensiometria aplicada no manejo da irrigação por pivô-central na cultura do trigo.

2001

Trigo Embrapa 41: nova cultivar para Minas Gerais, Goiás e Distrito Federal.

1997

Identification and analysis of mechanisms involved in a broad-spectrum disease resistant mutant of the winter wheat cv. Guardian

M66 an X-ray induced mutant of winter wheat (Triticum aestivum) cv. Guardian exhibits broad-spectrum resistance to powdery mildew (Blumeria graminis f. sp. tritici), yellow rust (Puccinia striiformis f. sp. tritici), and leaf rust (Puccinia recondita f. sp. tritici), along with partial resistance to stagnonospora nodorum blotch (caused by the necrotroph Stagonosporum nodorum) and septoria tritici blotch (caused by the hemibiotroph Mycosphaerella graminicola) compared to the parent plant ‘Guardian’. Analysis revealed that M66 exhibited no symptoms of infection following artificial inoculation with Bgt in the glasshouse after adult growth stage (GS 45). Resistance in M66 was associated with widespread leaf flecking which developed during tillering. Flecking also occurred in M66 leaves without Bgt challenge; as a result grain yields were reduced by approximately 17% compared to ‘Guardian’ in the absence of disease. At the seedling stage, M66 exhibited partial resistance. M66, along with Tht mutants (Tht 12, Tht13), also exhibit increased tolerance to environmental stresses (abiotic), such as drought and heat stress at seedling and adult growth stages, However, adult M66 exhibited increased susceptibility to the aphid Schizaphis graminum compared to ‘Guardian’. Resistance to Bgt in M66 was characterized with increased and earlier H2O2 accumulation at the site of infection which resulted in increased papilla formation in epidermal cells, compared to ‘Guardian’. Papilla formation was associated with reduced pathogen ingress and haustorium formation, indicating that the primary cause of resistance in M66 was prevention of pathogen penetration. Heat treatment at 46º C prior to challenge with Bgt also induced partial disease resistance to Blumeria graminis f. sp. tritici in ‘Guardian’ and M66 seedlings. This was characterized by a delay in primary infection, due to increased production of ROS species, such as hydrogen peroxide, ROS-scavenging enzymes and Hsp70, resulting in cross-linking of cell wall components prior to inoculation. This actively prevented the fungus from penetrating the epidermal cell wall. Proteomics analysis using 2-D gel electrophoresis identified primary and secondary disease resistance effects in M66 including detection of ROS scavenging enzymes (4, 24 hai), such as ascorbate peroxidase and a superoxidase dismutase isoform (CuZnSOD) in M66 which were absent from ‘Guardian’. Chitinase (PR protein) was also upregulated (24 hai) in M66 compared to ‘Guardian’.Monosomic and ditelosomic analysis of M66 revealed that the mutation in M66 is located on the long arm of chromosome 2B (2BL). Chromosome 2BL is known to have key genes involved in resistance to pathogens such as those causing stripe rust and powdery mildew. The TaMloB1 gene, an orthologue of the barley Mlo gene, is also located on chromosome 2BL. Sanger sequencing of part of the coding sequence revealed no deletions in the TaMloB1 gene between ‘Guardian’ and M66.

Una aproximación mecanística al problema de las enfermedades foliares en el cultivo de trigo

Las decisiones de manejo de enfermedades foliares en el cultivo de trigo se basan generalmente en el uso de umbrales construidos a partir de relaciones empíricas que relacionan el nivel de reducción del rendimiento con el nivel de enfermedad presente en el cultivo en un momento dado. Dichas relaciones no consideran aspectos ecofisiológicos que hacen a la generación del rendimiento limitando la extrapolación de dichos umbrales a situaciones agronómicas distintas de aquellas en las que se construyeron. Comprender como las enfermedades interfieren en los procesos fisiológicos que determina la producción de biomasa y el rendimiento es de relevancia para estimar con mayor precisión y para un mayor rango de condiciones las mermas de producción originadas por las mismas. En esta tesis se exploró el efecto de las principales enfermedades foliares sobre distintos procesos fisiológicos vinculados con la generación de biomasa a partir de la medición en parcelas a campo de variables: i. a nivel de canopeo: índice de área foliar y, eficiencias de intercepción, absorción y uso de radiación entre otras y; ii. a nivel de hoja: fotosíntesis y variables relacionadas. La fotosíntesis del área verde de hojas enfermas solo se redujo bajo condiciones de saturación lumínica pero no ante condiciones de baja irradiancia, no observándose diferencias para tales efectos entre los tratamientos de alta y baja disponibilidad de nitrógeno. Considerando que las hojas de un cultivo se encuentran expuestas a niveles cambiantes de radiación debido a cambios en la incidencia de los rayos solares y a la extinción de luz en el canopeo es esperable que la reducción observada a altas irradiancias se diluya a nivel de canopeo. De hecho, las reducciones de biomasa a nivel cultivo se debieron principalmente a reducciones en la intercepción y absorción de radiación sin efectos claros sobre la eficiencia de uso de la misma. Los resultados obtenidos demuestran que aspectos tales como el nivel de cobertura foliar, la posición vertical del canopeo afectada por las enfermedades y la arquitectura del cultivo, junto con la cuantificación del nivel de enfermedades deberían ser considerados a la hora de tomar decisiones de control químico y como base para generar modelos de tipo funcionales que apoyen la toma de tales decisiones.

Participación de la familia génica GPC sobre la concentración de proteínas y nutrientes en el grano y su relación con la senescencia foliar en plantas de trigo

La removilización de nutrientes al grano y la senescencia son procesos extremadamente interconectados en trigo que determinan la calidad nutricional y panadera. Mientras que el nitrógeno (N) afecta la concentración de proteínas en grano (CPG), en donde alta CPG generan productos panificables con una calidad superior, los micronutrientes como el hierro (Fe) y el Zinc (Zn) afectan la calidad nutricional. Por lo tanto, el mejoramiento de la calidad en trigo requiere un profundo entendimiento de las redes génicas que regulan y controlan la senescencia y la removilización de nutrientes al grano. El gen GPC-B1, proveniente del trigo silvestre Triticum turgidum var. diccocoides, pertenece a la familia de factores de transcripción NAC y es la primer fuente de variación para CPG y micronutrientes identificada en trigo. Los objetivos de esta tesis fueron: estudiar el efecto de la introgresión de GPC-B1 sobre la CPG, concentración de micro y macronutrientes y diferentes parámetros agronómicos en germoplasma argentino; profundizar, mediante análisis transcriptómicos y el uso de plantas mutantes para los genes GPC el entendimiento de la regulación génica que ocurre durante la senescencia y finalmente identificar nuevos genes de transporte de N, Fe y Zn al grano mediante genómica comparativa con arroz. Cuando GPC-B1 se introdujo en germoplasma de origen argentino la CPG se incrementó entre 3 a 8,11 g kg-1 a través de diferentes cultivares y ambientes. A pesar del efecto negativo del gen sobre el tamaño de granos y una aceleración en la senescencia, no se observaron diferencias significativas en rendimiento. El incremento en la CPG se explicó por una mayor proteólisis y eficiencia en el transporte de aminoácidos al grano. Cuando se analizó la concentración de nutrientes, se observaron incrementos consistentes en Fe. La combinación de análisis transcriptómicos y plantas mutantes permitió identificar 3888 genes diferencialmente expresados durante la senescencia y 340 genes modulados por la familia GPC. A su vez, se han identificado 21 genes relacionados con el transporte de N al grano y se han caracterizado nueve familias génicas relacionadas con el transporte de Fe y Zn al grano que pueden utilizarse en programas de mejoramiento para incrementar la calidad nutricional en trigo.

Agresividad, producción de micotoxinas y diversidad en las poblaciones de Fusarium graminearum de la región triguera argentina

La fusariosis de la espiga de trigo (FET) o golpe blanco, ocasionada por Fusarium graminearum Schwabe, es una enfermedad que afecta al cultivo de trigo (Triticum aestivum L. en todo el mundo, incluyendo la Argentina. La enfermedad ocasiona disminuciones del rendimiento, perjuicios sobre la calidad del trigo y la contaminación del grano con micotoxinas, que constituyen un riesgo para la salud y comprometen su utilización en la alimentación. Estos metabolitos, principalmente el deoxinivalenol (DON), han sido indicados como posibles factores de patogenicidad. La principal alternativa para el manejo de la enfermedad la constituye la resistencia genética. El conocimiento de la diversidad a nivel genético de las poblaciones de F. graminearum así como de la variabilidad en la agresividad presente en ellas y su relación con la producción de toxinas es información indispensable para la búsqueda de genotipos resistentes a la FET. En el presente trabajo, 112 aislamientos de F. graminearum de 28 poblaciones de la Provincia de Buenos Aires fueron analizados en su variabilidad genética, agresividad y capacidad de producción de micotoxinas. Una significativa heterogeneidad genética fue observada en las poblaciones, la mayor parte de la cual correspondió a diferencias dentro de las poblaciones antes que entre las poblaciones. La agresividad de los aislamientos, ensayada mediante la inoculación artificial de espigas de plantas de trigo cultivadas a campo, resultó un rasgo altamente heredable, variable y no estructurado geográficamente. La desecación de la porción superior de las espigas sintomáticas, probablemente debida a deficiencias de agua y nutrientes resultantes de la invasión vascular del patógeno, resultó ser una función de la agresividad de los aislamientos. Todos los aislamientos analizados presentaron quimiotipo genético DON. Se encontró una correlación significativa entre la severidad de los síntomas de la FET y la acumulación de toxina en los granos, pero no entre la producción de DON in vitro e in vivo. Los resultados obtenidos constituyen un significativo aporte al conocimiento de la dinámica de una enfermedad tan importante para la producción como constituye la FET

Rendimiento potencial en trigo : identificación de atributos ecofisiológicos favorables en líneas doble haploide

La demanda mundial de trigo crece a tasas mayores que las actuales ganancias geneticas, indicando una perdida de eficiencia en el mejoramiento tradicional que utiliza como estrategia la seleccion empírica por rendimiento per se. Para complementar dicha estrategia, se ha propuesto la utilización de atributos ecofisiológicos simples ligados funcionalmente al rendimiento como criterio de seleccion indirecto. Sin embargo, el actual cuello de botella., tanto para identificar estos atributos como para comprender sus bases geneticas, es una detallada y correcta caracterización fenotípica de poblaciones de mapeo. Esta informacion, combinada con las herramientas moleculares disponibles, permitiría establecer un modelo mas completo de la relación genotipo-fenotipo y de la interacción genotipo-ambiente. En este contexto, el objetivo de la tesis fue caracterizar fenotípicamente una población de líneas doble haploide de trigo, obtenida a partir de cultivares que generan alto rendimiento potencial a traves de una combinación diferente de número y peso de grano, e identificar atributos ecofisiológicos ligados funcionalmente con el rendimiento. La población utilizada se evaluó en dos ambientes contrastantes bajo condiciones potenciales de campo, donde se uniformó el tiempo a floración y la altura de planta, a fin de evitar las posibles confusiones en la identificacion de otros atributos claves asociados al rendimiento. Las variaciones en rendimiento fueron explicadas principalmente por cambios en la biomasa acumulada durante todo el ciclo (r2 menor a 0.80 en cada ambiente), producto de diferencias en la eficiencia en el uso de la radiacion (EUR), manteniendose el indice de cosecha relativamente contante. El número de granos por unidad de superficie, que tendió a asociarse mejor con el coeficiente de fertilidad de espiga (CFE) que con el peso seco de espigas a floración, fue el principal componente del rendimiento. Mejoras en la EUR durante el período de crecimiento de la espiga (produciría espigas más pesadas) y un mayor CFE (no asociado a reducciones en el peso potencial de grano) serían dos atributos clave para incrementar el rendimiento potencial en trigo