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.

Controle de plantas daninhas em soja com doses reduzidas de herbicidas

doses reduzidas dos herbicidas haloxyfop-methyl e sethoxydim para controlar papuã [Brachiaria plantaginea (Link) Hitchc.] na cultura da soja [Glycine max (L.) Merrill. Haloxyfop-methyl foi testado nas doses de 120, 90, 60 e 30+30 g/ha; já sethoxydim o foi nas doses de 220, 165, 110 e 55+55 g/ha. A pulverização dos herbicidas ocorreu 15 dias após a semeadura da soja; nesta ocasião, a maioria das plantas de papuã encontravam-se no estádio de três a quatro folhas. Os tratamentos herbicidas com doses reduzidas em aplicações seqüenciais, tiveram a segunda pulverização realizada 11 dias após a primeira aplicação. Foi obtido controle ao redor de 95% para todos os tratamentos, com pequenas variações não significativas. O rendimento de grãos de soja foi equivalente entre a testemunha capinada e os tratamentos haloxyfop-methyl a 90 e 60 g/ha, sethoxydim a 220, 110 e 55+55 g/ha. Os demais tratamentos foram semelhantes entre si, superando a testemunha infestada, a qual apresentou o menor rendimento de grãos. Os resultados evidenciam a viabilidade da utilização de doses reduzidas, as quais podem alcançar patamares de produtividade tão elevados quanto aqueles obtidos com doses plenas.

Efeito de linuron e oryzalin no crescimento da planta, na fixação simbiótica do nitrogênio e na produtividade da soja

Durante 2 anos consecutivos, foi realizado um experimento na Estação Experimental de Ribeirão Preto, SP, do Instituto Agronômico, em um Latossolo roxo de textura argilosa, cultivado com soja [Glycine max (L.) Merrill] cultivar IAC-11. O objetivo do trabalho foi estudar o efeito da inoculação de sementes e de doses de linuron (1,00 e 2,00 kg/ha) e de oryzalin (1,875 e 3,75 kg/ha), aplicados em pré-emergência, no crescimento da planta, na fixação simbiótica do nitrogênio e na produtividade de grãos de soja. Além dos tratamentos com herbicidas, foram mantidos dois controles, sendo um não inoculado e outro inoculado com a estirpe de Bradyrhizobium japonicum SMS-463(=29W). Os tratamentos com herbicidas foram todos inoculados. O delineamento experimental empregado foi em parcelas subdivididas com quatro repetições dispostas em blocos ao acaso. Foram realizadas amostragens aos 28, 42, 56, 70, 84 e 98 dias após a semeadura (DAS) no primeiro ano, e aos 28, 42, 56, 70, 84 e 105 DAS no segundo ano. Nos 2 anos avaliou-se o peso de matéria seca de raiz, parte aérea e nódulos, número de nódulos e produtividade de grãos; e no segundo, também a atividade da nitrogenase dos nódulos. De modo geral, não houve efeito benéfico da inoculação de sementes no crescimento e na nodulação de plantas de soja. Somente a atividade da nitrogenase foi beneficiada pela inoculação. Houve maior efeito na aplicação dos herbicidas no primeiro ano. O crescimento da planta foi favorecido pela aplicação de herbicidas. A atividade da nitrogenase foi reduzida pela aplicação dos herbicidas, sendo as doses maiores mais prejudiciais. Oryzalin afetou mais a atividade da nitrogenase que linuron. Apesar de ter havido efeito dos diferentes tratamentos nos parâmetros estudados estes não alteraram o rendimento de grãos.

Resistência da planta daninha capim-marmelada (Brachiaria plantaginea) aos herbicidas inibidores da enzima ACCase na cultura da soja

Populações de capim-marmelada (Brachiaria plantaginea) infestantes da cultura da soja (Glycine max (L.) Merrill) no município de Mangueirinha, PR, controlada, ano após ano, com herbicidas inibidores da ACCase, apresentaram falhas de controle quando esses produtos foram aplicados na safra 95/96. Experimentos de doseresposta foram conduzidos em condições de casa de vegetação do Departamento de Horticultura da Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz", Piracicaba, SP, e da Embrapa Soja, Londrina, PR, com o objetivo de confirmar essa resistência, bem como avaliar o nível de resistência e resistência cruzada a herbicidas pertencentes aos grupos químicos das ciclohexanidionas e ariloxifenoxi-propionato. Plantas de capimmarmelada supostamente resistentes foram tratadas com diversos herbicidas e doses e comparadas com plantas de uma população suscetível dessa infestante. Os tratamentos foram estabelecidos considerando-se as doses recomendadas dos produtos, metade delas e, duas, quatro e oito vezes superiores a recomendada. Os produtos e as doses aplicadas foram haloxyfopmethyl nas doses 0; 60; 120; 240; 480 e 960 g i.a./ha, mais o espalhante adesivo Joint 0,5% v/v, fluazifop-p-butil nas doses 0; 94; 188; 376; 752 e 1504 g i.a./ha, mais o espalhante adesivo Agral 0,2% v/v, sethoxydim nas doses 0; 115; 230; 460; 920 e 1840 g. Os resultados de percentagem de controle foram submetidos à análise de regressão e, através dos modelos ajustados, foram obtidos os valores de GR50 (dose necessária para proporcionar 50% de controle de cada biótipo). As relações médias de GR50 e os diferenciais de controle nas doses recomendadas dos herbicidas (S-R) foram calculados. Os diferenciais de controle nas doses recomendadas (S-R) foram 97 e 11; 96 e 62; 99 e 86; 0,6 e 4; 20 e 17; 88 e 35 para os herbicidas haloxyfop-methyl, fluazifop-p-butil, sethoxydim, clethodim, propaquizafop e fenoxaprop-p-ethyl nos experimentos conduzidos em Piracicaba e Londrina, respectivamente. Conclui-se que o biótipo B-196 é resistente aos herbicidas inibidores da ACCase e apresenta diferentes níveis de resistência cruzada aos herbicidas estudados, exceto clethodim. Os herbicidas sethoxydim, fluazifop-p-butil, haloxyfop-methyl e fenoxaprop-ethyl são os produtos para os quais o biótipo apresentou maior grau de resistência quando comparado com clethodim e propaquizafop.

Ultrastructural analysis of in vitro direct and indirect organogenesis

This is a comparative study of the ultrastructural characteristics of the cells involved in the organogenesis in vitro of Bauhinia forficata Link (indirect system) and Glycine max (L.) Merrill (direct system). B. forficata calli after 30 days culture and G. max meristemoids after 10 days culture were prepared for ultrastructural analysis using conventional methods. Concentrically arranged rough endoplasmic reticulum (RER) and plastids containing starch grains were seen during G. max and B. forficata organogenesis. The amitotic process, the presence of plastids around the nucleus and nuclear envelope with conspicuous pores were found in B. forficata.

Chemical and biochemical characterization of soybean produced under drought stress

Brazil is the second soybean (Glycine max L. Merrill) producer and exporter in the world. In 2005, soybean cultivated in the southeastern region of the country suffered drought stress imposed by adverse high temperatures and low humidity during its reproductive stage. Little information is available regarding the effect of drought stress on the quality of grains. In this study chemical and biochemical characteristics of five soybean samples belonging to three different cultivars grown under drought stress were evaluated. The samples did not meet standards for marketing and contained high amounts of green seeds. Grains were analyzed for appearance, 100 seed weight, humidity, water activity, proteins, lipids, lipoxygenase 1 activity, peroxides, and pigment contents after harvest and after 20 months of storage at room temperature. Acidity was measured also after 30 months of storage. The values of water activity and humidity were 0.6-0.7 and 8.7-11.9%, respectively, and they did not change during storage time, but there was an increase in acidity, which alludes to lipase activity. The activity of lipoxygenase 1 was greatly affected. Immediately after harvest, the green pigments were represented mainly by pheophytin a, followed by pheophytin b, small quantities of chlorophyll b and chlorophyll a, and traces of other chlorophyll derivatives. After 20 months of storage almost all green pigments had disappeared. Drought stress probably enhanced membrane permeability, which led to a lower pH and promoted transformation of chlorophylls to pheophytins.

Avaliação bioquímico-nutricional de uma linhagem de soja livre do inibidor de tripsina Kunitz e de lectinas

A soja contém fatores antinutricionais proteicos, inibidores de proteases e lectinas, que limitam o seu uso na alimentação humana e animal. Com a finalidade de reduzir os teores destes antinutricionais na semente de soja, foi desenvolvida uma linhagem sem Inibidor de Tripsina Kunitz (KTI) e Lectina (LEC), pelo Programa de Melhoramento da Qualidade da Soja do BIOAGRO, da Universidade Federal de Viçosa. O presente trabalho teve como objetivo principal a caracterização bioquímico-nutricional dessa linhagem. Foram avaliadas a qualidade nutricional da proteína e as alterações morfológicas no intestino de ratos Wistar alimentados com dietas à base de soja e de caseína. A atividade de inibição de tripsina nos genótipos KTI+LEC+ (Variedade de soja comercial Monarca) foi cerca de 2,8 vezes a do genótipo KTI-LEC- (Isolinha de Monarca livre de KTI e LEC). Os resultados dos valores de PER, NPR e NPU foram melhores na variedade comercial após processamento térmico. A digestibilidade proteica da soja KTI-LEC- foi superior à da variedade comercial. Os valores de digestibilidade para os animais alimentados com dieta à base de farinha de soja KTI-LEC- processada termicamente foram próximos aos observados para animais alimentados com dieta à base de caseína. Verificou-se, também, que os animais alimentados com a soja KTI+LEC+ apresentaram maior nível de alterações na morfologia das microvilosidades intestinais, quando comparados àqueles alimentados com a soja KTI-LEC-. A retirada genética do KTI e LEC teve um impacto positivo na digestibilidade das proteínas da soja, no entanto não melhorou a sua qualidade nutricional.

Efeito do vigor de sementes de soja sobre o seu desempenho em campo

Com o objetivo de avaliar o efeito do vigor de lotes de sementes na emergência em campo, no desenvolvimento vegetativo e reprodutivo de plantas de soja, foi conduzido o presente experimento durante o ano agrícola 98/99, em Jaboticabal, SP. Foram utilizados nove lotes de sementes de soja, da cultivar M-Soy 109, com padrões comercializáveis. Na caracterização dos lotes em laboratório, foram utilizados os seguintes testes: teor de água, germinação em areia, índice de velocidade de emergência, comprimento de plântulas, matéria seca de plântulas, condutividade elétrica e envelhecimento acelerado. Os dados obtidos por meio dos testes de laboratório permitiram classificar os nove lotes em três de alto, três de médio e três de baixo vigor. Para a semeadura desses nove lotes no campo, calculou-se, com os dados de germinação, a quantidade de sementes para a correção do estande, visando obter uma população de 400 mil plantas por hectare, num espaçamento de 0,50m entre linhas.As características avaliadas, no campo, foram o índice de velocidade de emergência, a emergência total, os estande inicial e final, a altura das plantas aos 18, 38 e 49 dias após a semeadura e na colheita, quantidade de plantas com flores em R1, o teor de água na colheita, a altura de inserção da primeira vagem, a sobrevivência de plantas, o número de vagens por planta, o número de sementes por vagem, a massa de 100 sementes e a produção, tanto em g.planta-1 quanto em kg.ha-1. O efeito do vigor das sementes foi maior no início do desenvolvimento das plantas (emergência total e velocidade de emergência); lotes de menor vigor tiveram quedas mais acentuadas de estande. Houve um atraso no início do florescimento, mostrando um efeito de tipo residual do vigor das sementes. As plantas que conseguiram se formar a partir de lotes de baixo vigor eram vigorosas e, em condições favoráveis de clima e manejo, em função do maior espaço por planta, produziram mais vagens por planta, resultando em maior produção por planta e isso levou-as a igualarem-se em produtividade às dos demais níveis de vigor.

Semeadura da soja no período de safrinha: potencial fisiológico e sanidade das sementes

O presente trabalho foi conduzido com objetivo de avaliar o efeito da semeadura, na época de "safrinha", sobre o potencial fisiológico e a sanidade das sementes de cinco cultivares de soja (Glycine max (L.) Merrill). Para tanto, foram conduzidos três ensaios, em dois anos agrícolas (1998/99 e 1999/00), com delineamento em blocos completos casualizados, instalando-se um ensaio em cada época de semeadura (15/11, 15/01 e 15/02). Os cultivares estudados foram BRS 132, BRS 133, BRS 134, BR 16 e FT-Estrela. As sementes foram avaliadas por meio dos testes de germinação e de vigor (primeira contagem, classificação do vigor das plântulas, envelhecimento acelerado, comprimento das plântulas e biomassa seca das plântulas), qualidade visual e da sanidade. As sementes produzidas no período de safrinha apresentaram potencial fisiológico e sanidade inferiores aos verificados quando a semeadura foi realizada em novembro, embora a semeadura realizada em fevereiro tenha proporcionado a obtenção de sementes com qualidade satisfatória. No entanto, a semeadura efetuada no mês de janeiro não foi adequada à produção de sementes de boa qualidade. O atraso na época de semeadura e promove variações nas respostas dos cultivares quanto ao potencial fisiológico das sementes.

Danos mecânicos e qualidade fisiológica de semente de soja colhida pelo sistema convencional e axial

Neste trabalho, objetivou-se avaliar dois tipos de colhedoras, a de sistema convencional ou de cilindro côncavo e a axial, quanto à qualidade fisiológica de sementes de duas cultivares de soja (Glycine max (L.)Merrill), colhidas em três períodos diferentes do dia. A colhedora de cilindro côncavo trabalhou, deslocando-se a 5,0km.h-1 e cilindro trilhador com 750 rotações por minuto (rpm). A colhedora de fluxo axial deslocou-se a 8,0km.h-1 e rotor com 650 rotações por minuto (rpm). As cultivares de soja utilizadas foram BRS 184 e BRS 133. Para a avaliação da qualidade de sementes foram conduzidos os testes de germinação, vigor, tetrazólio, danos mecânicos e a determinação do grau de umidade. Sementes provenientes de ambas as colhedoras apresentaram resultados estatisticamente similares em relação a danos mecânicos e qualidade fisiológica. Há variações no grau de umidade da semente de soja durante o dia, podendo, ao final da tarde (18 horas), apresentar-se inferior ao início da colheita (10 horas), em até 3 pontos percentuais. Tanto a colhedora de cilindro côncavo como a axial, desde que convenientemente utilizadas na colheita quanto às especificações de regulagem, não provocam diferenças na qualidade fisiológica da semente de soja.

Drying soybean seed using air ambient temperature at low relative humidity

Under subtropical and tropical environments soybean seed (Glycine max (L.) Merrill) are harvested early to avoid deterioration from weathering. Careful after-harvest drying is required and is an important step in maintaining the physiological quality of the seed. Soybean seed should be harvested when the moisture content is in a range of 16-20%. Traditional drying utilizes a high temperature air stream passed through the seed mass without dehumidification. The drying time is long because the system is inefficient and the high temperature increases the risk of thermal damage to the seed. New technology identified as heat pipe technology (HPT) is available and has the unique feature of removing the moisture from the air stream before it is passed through the seed mass at the same environmental temperature. Two studies were conducted to evaluate the performance of HPT for dry soybean seed. In the first study the seeds were dried from 17.5 to 11.1% in 2 hours and 29 minutes and in the second sudy the seeds were dried from 22.6 to 11.9% in 16 hours and 32 minutes. This drying process caused no reduction in seed quality as measured by the standard germination, tetrazolium-viability, accelerated aging and seedling vigor classification tests. The only parameter that indicated a slight seed quality reduction was tetrazolium vigor in the second study. It was concluded that the HPT system is a promising technology for drying soybean seed when efficiency and maintenance of physiological quality are desired.

Avaliação de danos por umidade, em sementes de soja, utilizando a técnica da análise de imagens

Entre os problemas envolvidos na produção de sementes de soja destacam-se os danos por umidade, que resultam em perdas de germinação e de vigor. A técnica de análise de imagens, por meio do teste de raios X, é um método de precisão que possibilita examinar, com detalhes, a região danificada ou alterada, sua localização e extensão. Por ser um método não destrutivo, as sementes em análise podem ser submetidas a testes fisiológicos e, desta forma, é possível estabelecer as relações de causa e efeito. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência da técnica de análise de imagens, por meio do teste de raios X, na identificação dos danos por umidade em sementes de soja, comparativamente ao teste de tetrazólio. Sementes de diferentes lotes de um mesmo cultivar (BRS 184) foram submetidas ao teste de raios X e, posteriormente, destinadas ao teste de primeira contagem de germinação, de forma a relacionar os danos com os possíveis prejuízos proporcionados às sementes. Paralelamente, foi realizado o teste de tetrazólio visando comparação com o teste de raios X. Para a análise interpretativa do teste de raios X, foram consideradas a severidade e a localização dos danos, juntamente com as fotografias digitais das plântulas ou sementes mortas resultantes do teste de primeira contagem de germinação. Com os resultados obtidos, pode-se afirmar que a análise de imagens mostrou-se eficiente na detecção dos danos por umidade em sementes de soja.

Incidence of green soybean seeds as a function of environmental stresses during seed maturation

Hot and dry weather conditions during soybean [Glycine max (L.) Merrill] seed maturation can cause forced maturation of the seed, resulting in the production of high levels of green seed, which may be detrimental to seed germination. These stressful conditions were imposed on soybean plants during seed maturation to investigate the production of green seeds and seed quality. Plants of the CD 206 cultivar were grown in a greenhouse until the R5.5 growing stage and then transferred to phytotrons at R6 and R7.2 for stress induction. Plants were subjected to two temperature regimes, high (28ºC to 36ºC) and normal (19ºC to 26ºC), and four soil water availability conditions, control (adequate water supply), 30% gravimetric moisture (GM), 20% GM and no water supply. Seed were harvested at R9. Green seed percentages and 100-seed weights from the lower, middle and upper thirds of each plant were determined. Seed quality was assessed by germination, tetrazolium (viability and vigor) and electrical conductivity tests. Occurrence of green seed varied from 9% to 86%, depending on the severity of the stresses imposed. High temperature, coupled with no water supply at R6, resulted in a pronounced occurrence of green seeds. There was no difference in the percentage of green seeds among the plant segments. Seed quality was negatively affected by the incidence of green seeds. A procedure for screening soybean genotypes in a phytotron for their tolerance and/or susceptibility to the production of green seeds was developed.

Use of chlrophyll fluorescence sorting to improve soybean seed quality

The occurrence of green seeded soybeans [Glycine max (L.) Merrill] is a problem closely related to unfavorable climatic conditions, mainly drought, that occurs during the final stages of seed maturation. This problem causes serious losses to soybean seed quality in Brazil. In these seeds, chlorophyll is not properly degraded during maturation, drastically reducing seed quality. Using the chlorophyll fluorescence technique, it is possible to remove green seeds from the seed lot, improving seed quality in several species in which the occurrence of green seeds is also a problem. The objective of this research was to study the use of the chlorophyll fluorescence technique in sorting green seeds from soybean seed samples and its effects on quality. Five seed samples of soybean, cultivar TMG 113 RR, with 0%, 5%, 10%, 15%, and 20% of green seeds were used in this study. Seeds from each sample were sorted into two fractions based on the chlorophyll fluorescence signals and then compared to the control (non-sorted seeds). The sorting process showed great differences between the low and high chlorophyll fluorescence fractions. It was concluded that: green seeds of soybeans present high chlorophyll fluorescence and that this characteristic affects the quality of the seeds; it is possible to improve the quality of soybean seed by removing green seeds using the chlorophyll fluorescence sorting technique.

Avaliação da evolução de danos por "umidade" e redução do vigor em sementes de soja, cultivar TMG113-RR, durante o armazenamento, utilizando imagens de raios x e testes de potencial fisiológico

Condições climáticas desfavoráveis após a maturidade fisiológica em sementes de soja têm ocasionado problemas no seu potencial fisiológico, incluindo a ocorrência de danos por "umidade". Para a avaliação desses danos, a técnica de análise de imagens de raios X é aplicável para identificar, de maneira precisa, sua intensidade e localização. Assim, foi o objetivo desdte trabalho avaliar o efeito de diferentes condições de armazenamento na evolução dos danos por "umidade" em sementes de soja utilizando o teste de raios X e testes de potencial fisiológico. Foram utilizados três lotes do cultivar TMG113-RR, armazenados durante 8 meses em ambiente não controlado, câmara seca (50% UR e 20 ºC) e câmara fria (65% UR e 10 ºC). Periodicamente, a cada 2 meses, as sementes foram avaliadas por meio dos testes de germinação, envelhecimento acelerado, emergência de plântulas em campo e raios X. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado em esquema fatorial 3x3x5 (lotes x ambientes x épocas) e as médias foram comparadas pelo teste de Tukey, a 5% de probabilidade. Observou-se que houve evolução dos danos por "umidade" e, conseqüentemente, diminuição do potencial fisiológico durante o período de armazenamento das sementes. A evolução do referido dano foi maior nas sementes armazenadas em ambiente não controlado e menor para as armazenadas em câmara fria.