Seed-specific silencing of OsMRP5 reduces seed phytic acid and weight in rice.

Phytic acid (PA) is poorly digested by humans and monogastric animals and negatively affects human/animal nutrition and the environment. Rice mutants with reduced PA content have been developed but are often associated with reduced seed weight and viability, lacking breeding value. In the present study, a new approach was explored to reduce seed PA while attaining competitive yield. The OsMRP5 gene, of which mutations are known to reduce seed PA as well as seed yield and viability, was down-regulated specifically in rice seeds by using an artificial microRNA driven by the rice seed specific promoter Ole18. Seed PA contents were reduced by 35.8-71.9% in brown rice grains of transgenic plants compared to their respective null plants (non-transgenic plants derived from the same event). No consistent significant differences of plant height or number of tillers per plant were observed, but significantly lower seed weights (up to 17.8% reduction) were detected in all transgenic lines compared to null plants, accompanied by reductions of seed germination and seedling emergence. It was observed that the silencing of the OsMRP5 gene increased the inorganic P (Pi) levels (up to 7.5 times) in amounts more than the reduction of PA-P in brown rice. This indicates a reduction in P content in other cellular compounds, such as lipids and nucleic acids, which may affect overall seed development. Put together, the present study demonstrated that seed specific silencing of OsMRP5 could significantly reduce the PA content and increase Pi levels in seeds; however, it also significantly lowers seed weight in rice. Discussions were made regarding future directions towards producing agronomically competitive and nutritionally valuable low PA rice.

Rapid and selective surveillance of Arabidopsis thaliana genome annotations with Centrifuge.

Centrifuge is a user-friendly system to simultaneously access Arabidopsis gene annotations and intra- and inter-organism sequence comparison data. The tool allows rapid retrieval of user-selected data for each annotated Arabidopsis gene providing, in any combination, data on the following features: predicted protein properties such as mass, pI, cellular location and transmembrane domains; SWISS-PROT annotations; Interpro domains; Gene Ontology records; verified transcription; BLAST matches to the proteomes of A.thaliana, Oryza sativa (rice), Caenorhabditis elegans, Drosophila melanogaster and Homo sapiens. The tool lends itself particularly well to the rapid analysis of contigs or of tens or hundreds of genes identified by high-throughput gene expression experiments. In these cases, a summary table of principal predicted protein features for all genes is given followed by more detailed reports for each individual gene. Centrifuge can also be used for single gene analysis or in a word search mode. AVAILABILITY: http://centrifuge.unil.ch/ CONTACT: edward.farmer@unil.ch.

Spatio-temporal transcript profiling of rice roots and shoots in response to phosphate starvation and recovery.

Using rice (Oryza sativa) as a model crop species, we performed an in-depth temporal transcriptome analysis, covering the early and late stages of Pi deprivation as well as Pi recovery in roots and shoots, using next-generation sequencing. Analyses of 126 paired-end RNA sequencing libraries, spanning nine time points, provided a comprehensive overview of the dynamic responses of rice to Pi stress. Differentially expressed genes were grouped into eight sets based on their responses to Pi starvation and recovery, enabling the complex signaling pathways involved in Pi homeostasis to be untangled. A reference annotation-based transcript assembly was also generated, identifying 438 unannotated loci that were differentially expressed under Pi starvation. Several genes also showed induction of unannotated splice isoforms under Pi starvation. Among these, PHOSPHATE2 (PHO2), a key regulator of Pi homeostasis, displayed a Pi starvation-induced isoform, which was associated with increased translation activity. In addition, microRNA (miRNA) expression profiles after long-term Pi starvation in roots and shoots were assessed, identifying 20 miRNA families that were not previously associated with Pi starvation, such as miR6250. In this article, we present a comprehensive spatio-temporal transcriptome analysis of plant responses to Pi stress, revealing a large number of potential key regulators of Pi homeostasis in plants.

Progresso genético obtido pelo melhoramento do arroz de sequeiro em 21 anos de pesquisa em Minas Gerais

Este trabalho objetivou estimar o ganho genético obtido pelo programa de melhoramento de arroz de sequeiro (Oryza sativa L.) desenvolvido em Minas Gerais cooperativamente pela Epamig/Embrapa-Centro Nacional de Pesquisa de Arroz e Feijão (CNPAF)/UFLA/UFV, no período de 1974/75 a 1994/95. Para tanto, utilizaram-se os dados dos ensaios comparativos avançados de cultivares e linhagens de arroz de sequeiro conduzidos no referido período. Em virtude da distribuição irregular de chuvas e da resposta diferenciada dos materiais de ciclos diferentes às condições climáticas, optou-se por dividi-los em dois grupos; um contendo os genótipos precoces e o outro os de ciclo médio. Os resultados alcançados mostraram que ocorreu um ganho genético médio anual de 1,26% e de 3,37% em relação ao grupo precoce e ao de ciclo médio, respectivamente. O grupo precoce superou estatisticamente (P<=0,01) em produtividade de grãos o grupo de ciclo médio, indicando que em Minas Gerais deve-se dar preferência ao plantio de cultivares de ciclo curto.

Manejo de água e de fertilizante potássico na cultura de arroz irrigado

O manejo da água de irrigação e as doses e épocas de aplicação de fertilizantes tornam-se aspectos de extrema importância no êxito do aproveitamento das várzeas para o cultivo de arroz (Oryza sativa L.) irrigado ou este seguido de outras espécies. Com o objetivo de comparar distintas formas de manejo de água e de fertilizante potássico no comportamento do arroz irrigado, foram conduzidos experimentos por três anos consecutivos, em um Inceptissolo. Foram estudados os efeitos de manejo de água (MA1 - inundação contínua e MA2 - inundação intermitente seguida de contínua) e o modo de aplicação de fertilizante potássico (K1 - na semeadura; K2 - parcelada e K3 - meia dose parcelada). O manejo de água apresentou efeito mais expressivo sobre o comportamento do arroz que o do fertilizante potássico. A inundação contínua durante todo o ciclo da cultura proporcionou maiores rendimentos de grãos, expressando maiores valores dos parâmetros produtivos, e melhorou a qualidade industrial dos grãos. Com esta irrigação, o parcelamento da adubação potássica aumentou o aproveitamento do fertilizante. Os manejos do fertilizante potássico afetaram diferentemente o comportamento da cultura do arroz nas distintas formas de manejo de água.

Herança da tolerância à toxidez de alumínio em arroz com base em análise dialélica

Objetivando estudar a herança da tolerância à toxidez de alumínio (Al) em arroz (Oryza sativa L.) avaliaram-se três genótipos tolerantes (Guarani, Guaporé e IAC 25) e três sensíveis (CNA 5600, CNA 5615 e IAC 899) à toxidez de Al e seus respectivos cruzamentos F1 em um sistema de cruzamento dialélico, desconsiderando os recíprocos, na concentração de 20 mg/L de Al, em solução nutritiva. Os resultados encontrados evidenciaram que a herança da tolerância à toxidez de Al em arroz é oligogênica, com os alelos dominantes determinando essa tolerância. Os progenitores Guarani, Guaporé e IAC 25 apresentaram maior concentração de alelos dominantes, e CNA 5600, CNA 5615 e IAC 899 maior número de alelos recessivos.

Adubação nitrogenada em arroz sob irrigação suplementar por aspersão

Com o objetivo de determinar a dose de N mais adequada para o arroz (Oryza sativa L.) de terras altas, com tipo de planta moderno, cultivado no espaçamento de 0,20 m entre linhas, sob irrigação suplementar por aspersão, estudaram-se os efeitos das doses 0, 40, 80, 120 e 160 kg de N/ha sobre a produtividade de arroz de sequeiro favorecido, cv. Maravilha e linhagens CNA7127, CNA7730 e CT7/15. O estudo foi realizado por três anos agrícolas em um Latossolo Vermelho-Escuro, em Santo Antônio de Goiás, GO. De acordo com o modelo de regressão utilizado, a máxima produtividade 5.523 kg de grãos/ha, seria alcançada com 112,9 kg de N/ha. Considerando a relação entre o preço do kg do N (R$ 1,20) e o do arroz (R$ 0,20) praticada em Goiânia, em junho/97, a dose máxima econômica foi igual a 87,3 kg de N/ha.

Progressos do melhoramento genético do arroz de sequeiro no estado do Amapá

Com o objetivo de avaliar os progressos apresentados pelas atividades de melhoramento de arroz (Oryza sativa L.) de sequeiro desenvolvidas no Estado do Amapá, são analisados dados de produção de grãos, floração média, altura de planta, classe de grãos, incidência de acamamento e doenças em sete ensaios comparativos avançados de rendimento e cinco ensaios comparativos preliminares de rendimento, conduzidos em áreas experimentais da Embrapa-Centro de Pesquisa Agroflorestal do Amapá (CPAF-AP), nos anos agrícolas 1990/91 a 1995/96. O ganho anual médio em produtividade, no período estudado, de 83,0 kg/ha, é significativo pelo teste t a 1% de probabilidade. Esse ganho representa, percentualmente, um incremento de 3,5% ao ano na produtividade. Das linhagens avaliadas, CNA 6843-1, CNA 8386, CNA 8394, CNA 8170 e CNA 8441 destacam-se das demais em relação às características analisadas. As linhagens CNA 6843-1 e CNA 7706 mostraram, notadamente, considerável progresso em resistência ao acamamento e qualidade de grãos, dois dos maiores problemas verificados com a cultura do arroz no Amapá. Os resultados obtidos com o presente trabalho corroboram a estratégia adotada não somente na Região Norte, mas em todo o país de desenvolver um programa cooperativo de melhoramento de arroz, que permita utilizar procedimentos seletivos baseados em informações compartilhadas por um grupo de pesquisadores que exploram áreas com certo grau de similaridade.

Desenvolvimento radicular e influxo de nitrogênio em duas cultivares de arroz

Foi conduzido um experimento para avaliar as diferenças genotípicas nas taxas de absorção de nitrogênio, associadas aos padrões de desenvolvimento radicular, em duas cultivares de arroz (Oryza sativa L.). As cultivares IAC 4440 e Comum Branco, adaptadas, respectivamente, ao cultivo sob irrigação e sequeiro, foram crescidas em solução nutritiva, efetuando-se sete coletas em intervalos de dez dias. Apesar das pequenas diferenças entre as cultivares na produção de massa seca radicular, IAC 4440 apresentou maior área radicular total, com raízes mais finas e maior área radicular específica, como conseqüência de um maior perfilhamento, associado a maiores teores de nitrogênio em folhas e colmos. Os influxos radiculares de nitrogênio foram significativamente superiores em Comum Branco entre 35 e 55 dias após plantio, estádio em que principiaram as diferenças nos padrões de desenvolvimento radicular das cultivares. O menor influxo de nitrogênio em IAC 4440 foi compensado pela maior produção de área radicular, resultando em taxas de acumulação de nitrogênio similares nas duas cultivares.

A rotação de cultura reduz a matocompetição e aumenta o teor de clorofila e a produtividade do arroz

A rotação de culturas é uma prática importante em sistemas agrícolas sustentáveis pelos efeitos benéficos tanto na fertilidade do solo como na redução da matocompetição, entre outros. Este trabalho foi conduzido no campo experimental da UEMA, em São Luís, MA. Avaliou-se o efeito da rotação de culturas na incidência de plantas invasoras, nos teores de clorofila e na produtividade do arroz (Oryza sativa L. cv. Guarani). Cultivou-se o arroz com e sem adubação nitrogenada, bem como em rotação com caupi (Vigna unguiculata (L.) Walp.), crotalária (Crotalaria paulina Schrank) e mucuna (Mucuna aterrima Piper & Tracy). No primeiro ciclo a cobertura morta das leguminosas, deixada sobre o solo para a safra seguinte, foi máxima na crotalária, intermediária na mucuna e mínima no caupi. No segundo ciclo, cultivado em plantio direto sem uso de herbicidas, a rotação com mucuna e crotalária reduziu a biomassa, a cobertura e a densidade das invasoras. O teor de clorofila foi maior na rotação com crotalária do que na testemunha. A produtividade do arroz foi maior na rotação com crotalária e mucuna do que no arroz em cultivo sucessivo com ou sem N. Concluiu-se que a rotação do arroz com leguminosas aumenta a produtividade do arroz e reduz a matocompetição.

Avaliação do progresso genético obtido em 22 anos no melhoramento do arroz irrigado em Minas Gerais

O objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho do programa de melhoramento genético do arroz irrigado, no Estado de Minas Gerais. Foram utilizados os dados de produtividade de grãos dos ensaios comparativos avançados de cultivares e linhagens de arroz irrigado, conduzidos em várias microrregiões do Estado de Minas Gerais, durante o período de 1974/75 a 1995/96. O ganho genético médio obtido em todo o período foi de 33 kg/ha/ano (0,98%), sendo altamente significativo (P<0,01). O período de 22 anos foi subdividido em duas fases: na primeira (1974/75 a 1979/80), observou-se um ganho de 203 kg/ha/ano (6,06%), o qual foi altamente significativo, e a segunda fase (1980/81 a 1995/96) apresentou um ganho de 15 kg/ha/ano (0,25%), o qual não foi significativo. Atribui-se o alto ganho da primeira fase à substituição de cultivares tradicionais de porte alto e de baixo potencial produtivo por cultivares melhoradas, como Inca, BG 90-2 e MG 2. Na segunda fase do programa, deu-se um enfoque maior à obtenção de cultivares mais resistentes a doenças e com melhor qualidade de grãos, resultando em ganhos não-significativos quanto à produtividade de grãos.

Development of blast resistant somaclones of the upland rice cultivar araguaia

The degree of blast resistance of upland rice (Oryza sativa L.) cultivar Araguaia has decreased over time causing significant yield losses. The major objective of this study was to obtain blast (Pyricularia grisea) resistant somaclones, adapting greenhouse and field selection procedures. Rice blast resistance and agronomic traits were assessed in R2 to R6 generations derived from regenerant plants (R1) from immature panicles of Araguaia. The evaluation and selection procedures include testing of early segregating populations and fixed lines in the advanced generations, under natural field conditions, and artificial inoculations in the greenhouse, with prevalent races IB-1 and IB-9 of P. grisea. Somaclones with both vertical resistance and slow blasting resistance were obtained. Twenty of 31 somaclones developed with a high degree of vertical resistance and fan shaped plant type maintained resistance in field and blast nursery tests in the R6 generation. Greenhouse selection with two specific physiologic races yielded 44 somaclones with slow blasting resistance, similar plant type and yield potential as that of Araguaia.

Associação entre a incidência de brusone e a presença de Pyricularia grisea nas sementes de arroz

Este trabalho foi conduzido no Estado de Minas Gerais, em Lavras, nos anos agrícolas 1994 a 1997, e Lambari, de 1995 a 1997, onde testaram-se de 16 a 25 genótipos de arroz (Oryza sativa L.), em dois sistemas de cultivo: sequeiro tradicional e sequeiro irrigado por aspersão. O objetivo foi determinar a relação entre a incidência de brusone na panícula no campo e a ocorrência de Pyricularia grisea nas sementes colhidas. A ocorrência da brusone foi medida por meio de uma escala de notas, e a presença do fungo na semente, pelo método do papel de filtro. Houve correlação positiva e significativa entre os materiais nos dois sistemas de cultivo. A correlação entre a incidência de brusone e a presença do fungo na semente não se mostrou consistente nos ensaios avaliados.

Progresso genético em arroz de várzea úmida no Estado do Amapá

Este trabalho teve como objetivo quantificar o progresso genético do arroz de várzea úmida no Estado do Amapá, no período de 1991 a 1996. A eficiência do programa de avaliação e seleção de linhagens de arroz foi estudada, utilizando-se os dados das produtividades de grãos obtidos nos Ensaios Comparativos Avançados, da rede de ensaios coordenada pela Embrapa-Centro Nacional de Pesquisa de Arroz e Feijão. Para estimativa do ganho genético foram utilizadas as metodologias de Vencovsky et al. (1986) e de Fernandes (1988). O ganho genético foi de 78,9 kg ha-1 (2,45%) ao ano, sendo 63,21% dos progressos brutos devidos ao melhoramento genético, pelo primeiro método. No segundo método, o ganho genético foi de 96,93 kg ha-1 (3,02%) ao ano, sendo 67,85% dos progressos brutos devidos ao melhoramento genético. Os ganhos genéticos obtidos com ambas metodologias evidenciam que os esforços empreendidos na busca de cultivares adaptadas e produtivas têm produzido resultados expressivos.

Caracterização química de extratos hidrossolúveis desidratados de arroz e soja

O presente trabalho teve por objetivo caracterizar quimicamente os extratos hidrossolúveis desidratados de arroz (Oryza sativa L.) e de soja (Glycine max (L.) Merrill). Os processos utilizados para a obtenção dos extratos hidrossolúveis foram: maceração do arroz e da soja, desintegração, centrifugação, adição de ácido cítrico, fervura e secagem por atomização. A caracterização química foi realizada através das seguintes determinações: composição centesimal aproximada, composição de minerais e atividade do inibidor de tripsina. Com o aumento das proporções de soja (0 a 50%), os extratos hidrossolúveis desidratados tiveram aumento nos teores de proteína, extrato etéreo, cinzas e fibra crua, porém diminuição no teor de carboidratos. Os teores de P, K, Mg, Cu e Co foram altos em alguns extratos hidrossolúveis desidratados estudados, os quais foram semelhantes à indicação diária na "Recommended Dietary Allowances", enquanto os demais minerais se mostraram em pequenas quantidades ou apenas traços. Não foi detectada atividade do inibidor de tripsina.