Natural variation of rice strigolactone biosynthesis is associated with the deletion of two MAX1 orthologs

Rice (Oryza sativa) cultivar Azucena--belonging to the Japonica subspecies--exudes high strigolactone (SL) levels and induces high germination of the root parasitic plant Striga hermonthica. Consistent with the fact that SLs also inhibit shoot branching, Azucena is a low-tillering variety. In contrast, Bala, an Indica cultivar, is a low-SL producer, stimulates less Striga germination, and is highly tillered. Using a Bala × Azucena F6 population, a major quantitative trait loci--qSLB1.1--for the exudation of SL, tillering, and induction of Striga germination was detected on chromosome 1. Sequence analysis of the corresponding locus revealed a rearrangement of a 51- to 59-kbp stretch between 28.9 and 29 Mbp in the Bala genome, resulting in the deletion of two cytochrome P450 genes--SLB1 and SLB2--with high homology to the Arabidopsis SL biosynthesis gene, MAX1. Both rice genes rescue the Arabidopsis max1-1 highly branched mutant phenotype and increase the production of the SL, ent-2'-epi-5-deoxystrigol, when overexpressed in Bala. Furthermore, analysis of this region in 367 cultivars of the publicly available Rice Diversity Panel population shows that the rearrangement at this locus is a recurrent natural trait associated with the Indica/Japonica divide in rice.

Methylated Arsenic Species in Rice:Geographical Variation, Origin, and Uptake Mechanisms

Rice is a major source of inorganic arsenic (iAs) in the human diet because paddy rice. efficient at accumulating As Rice As speciation is dominated by iAs and dimethylarsinic acid (DMA). Here we review the global pattern in rice As speciation and the factors causing the variation. Rice produced in Asia shows a strong linear relationship between iAs and total As concentration with a slope of 0.78. Rice produced in Europe and the United States shows a more variable, but generally hyperbolic relationship with DMA being predominant in U.S. rice. Although there is significant genotypic variation in grain As speciation, the regional Variations are primarily attributed to environmental factors. Emerging evidence also indicates that methylated. As species in rice are derived from the soil, while rice plants lack the As methylation ability. Soil flooding and additions of organic matter increase microbial methylation of As, although the microbial community responsible for methylafion is poorly understood. Compared with iAs, methylated As species are taken up by rice roots less efficiently but are transported to the grain much, more efficiently, which may be an important factor responsible for the spikelet sterility disorder (straight head disease) in rice. DMA is a weak carcinogen, but the level of ingestion from rice consumption is much lower than that of concern. Questions that require further investigations are identified.

Effects of arsenic-contaminated irrigation water on growth, yield, and nutrient concentration in rice

A study was undertaken to determine the effects of different concentrations of arsenic (As) in irrigation water on Boro (dry-season) rice (Oryza sativa) and their residual effects on the following Aman (wet-season) rice. There were six treatments, with 0, 0.1, 0.25, 0.5, 1, and 2 mg As L-1 applied as disodium hydrogen arsenate. All the growth and yield parameters of Boro rice responded positively at lower concentrations of up to 0.25 mg As L-1 in irrigation water but decreased sharply at concentrations more than 0.5 mg As L-1. Arsenic concentrations in grain and straw of Boro rice increased significantly with increasing concentration of As in irrigation water. The grain As concentration was in the range of 0.25 to 0.97 μg g-1 and its concentration in rice straw varied from 2.4 to 9.6 μg g-1 over the treatments. Residual As from previous Boro rice showed a very similar pattern in the following Aman rice, although As concentration in Aman rice grain and straw over the treatments was almost half of the As levels in Boro rice grain. Arsenic concentrations in both grain and straw of Boro and Aman rice were found to correlate with iron and be antagonistic with phosphorus. Copyright © Taylor & Francis Group, LLC.

Utilisation by upland rice of plant residue- and fertiliser-phosphorus in two tropical acid soils

A dual isotopic technique was used to assess the effects of soil type, and residues of Gliricidia sepium, without and with added fertiliser-P on the utilisation of P. Upland rice (Oryza sativa) was grown for 70 days in two tropical acid soils of different P sorbing capacity and P status. Uniformly P-32-labelled soils were treated with inorganic fertiliser-P tagged with P-33, Gliricidia sepium residue applied at planting and 3 weeks earlier, and in a combination of fertiliser-P and Gliricidia applied at and 3 weeks before planting. There were significant responses of shoot and root weights, and total P uptake to Gliricidia- and/or fertiliser-P addition in the Ultisol (low P status) but not the Oxisol (high P status), suggesting that P in the latter soil was not yield limiting, despite the high standard P requirement. Similarly, incorporation of Gliricidia three weeks before planting further increased shoot weight only in the Ultisol. There were generally higher proportions, quantities and percent utilisations of the Gliricidia- P and fertiliser-P in the Ultisol than in the Oxisol. Gliricidia significantly increased the utilisation of fertiliser-P only in the Ultisol. However, early application of Gliricidia increased Gliricidia- P but not fertiliser-P utilisation in the Ultisol. Added fertiliser-P did not influence Gliricidia- P utilisation.

Global transcript analysis of rice leaf and seed using SAGE technology.

We have compiled two comprehensive gene expression profiles from mature leaf and immature seed tissue of rice (Oryza sativa ssp. japonica cultivar Nipponbare) using Serial Analysis of Gene Expression (SAGE) technology. Analysis revealed a total of 50 519 SAGE tags, corresponding to 15 131 unique transcripts. Of these, the large majority (approximately 70%) occur only once in both libraries. Unexpectedly, the most abundant transcript (approximately 3% of the total) in the leaf library was derived from a type 3 metallothionein gene. The overall frequency profiles of the abundant tag species from both tissues differ greatly and reveal seed tissue as exhibiting a non-typical pattern of gene expression characterized by an over abundance of a small number of transcripts coding for storage proteins. A high proportion ( approximately 80%) of the abundant tags (> or = 9) matched entries in our reference rice EST database, with many fewer matches for low abundant tags. Singleton transcripts that are common to both tissues were collated to generate a summary of low abundant transcripts that are expressed constitutively in rice tissues. Finally and most surprisingly, a significant number of tags were found to code for antisense transcripts, a finding that suggests a novel mechanism of gene regulation, and may have implications for the use of antisense constructs in transgenic technology.

Cadmium availability and accumulation by lettuce and rice

Among the toxic elements, Cd has received considerable attention in view of its association with a number of human health problems. The objectives of this study were to evaluate the Cd availability and accumulation in soil, transfer rate and toxicity in lettuce and rice plants grown in a Cd-contaminated Typic Hapludox. Two simultaneous greenhouse experiments with lettuce and rice test plants were conducted in a randomized complete block design with four replications. The treatments consisted of four Cd rates (CdCl2), 0.0; 1.3; 3.0 and 6.0 mg kg(-1), based on the guidelines recommended by the Environmental Agency of the State of São Paulo, Brazil (Cetesb). Higher Cd rates increased extractable Cd (using Mehlich-3, Mehlich-1 and DTPA chemical extractants) and decreased lettuce and rice dry matter yields. However, no visual toxicity symptoms were observed in plants. Mehlich-1, Mehlich-3 and DTPA extractants were effective in predicting soil Cd availability as well as the Cd concentration and accumulation in plant parts. Cadmium concentration in rice remained below the threshold for human consumption established by Brazilian legislation. on the other hand, lettuce Cd concentration in edible parts exceeded the acceptable limit.

Adubação nitrogenada em cultivares de arroz de terras altas

O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência de diferentes doses de N em cobertura (0, 30, 60, 90 e 120 kg ha-1) sobre as características agronômicas de diferentes cultivares de arroz de terras altas (Caiapó, Primavera, Confiança, IAC 202 e Carisma) sob irrigação por aspersão durante os anos agrícolas 2003/04 e 2004/05, em área experimental da FCAV - UNESP - Jaboticabal (SP). Os cultivares Caiapó, IAC 202 e Carisma são os de maior produtividade, com o Primavera não respondendo ao incremento da adubação nitrogenada; o IAC 202 e Carisma são possuidores de índice de colheita mais elevado e responsivos ao nitrogênio aplicado em cobertura, sugerindo-se indicá-los para sistemas produtivos mais evoluídos; o cultivar Caiapó demonstra ser mais eficiente em absorver e utilizar o N contido no solo, sugerindo sua indicação para sistemas produtivos de menor aporte de tecnologia.

Produção de massa seca e nutrição de cultivares de arroz de terras altas sob condição de déficit hídrico e adubação silicatada

Although silicon has not been considered an essential element for plant growth and development, it has provided several benefits for the rice crop, especially under biotic and abiotic stress. The objective of this work was to evaluate macronutrient and silicon levels in upland rice cultivars cropped under water deficit and silicon fertilization. The experiment was carried out in greenhouse and the design was the completely randomized block, analyzed as a 2 x 2 x 2 factorial, which consisted of two cultivars, 'Maravilha' (modern group) and 'Caiapo' (traditional group), two silicon rates (0 and 350 kg ha(-1)) and two soil water tensions (-0.025 MPa and -0.050 MPa). Plant dry matter of the 'Maravilha' cultivar was higher compared to the other material. Higher soil water tensions decreased plant dry matter and macronutrient levels. Upland rice cultivars respond distinctively to soil water tensions and silicon rates.

Nitrogen and silicon fertilization of upland rice

O silício não é considerado um elemento essencial para o crescimento e desenvolvimento das plantas, entretanto, sua absorção traz inúmeros benefícios, principalmente ao arroz, como aumento da espessura da parede celular, conferindo resistência mecânica a penetração de fungos, melhora o ângulo de abertura das folhas tornando-as mais eretas, diminuindo o auto-sombreamento e aumentando a resistência ao acamamento, especialmente sob altas doses de nitrogênio. O presente trabalho teve por objetivo avaliar os efeitos da adubação nitrogenada e silicatada nos componentes vegetativos, nos componentes da produção, na altura da planta e na produtividade da cultivar de arroz IAC 202. O experimento foi constituído da combinação de três doses de nitrogênio (5, 75 e 150 mg de N kg-1 de solo) aplicado na forma de uréia e quatro doses de silício (0, 200, 400 e 600 mg de SiO2 kg-1 de solo), aplicado na forma de silicato de cálcio. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado em esquema fatorial 3 ´ 4 (N = 5). A adubação nitrogenada aumentou o número de colmos e panículas por metro quadrado e o número total de espiguetas, refletindo na produtividade de grãos. O perfilhamento excessivo causado pela adubação nitrogenada inadequada causou redução na porcentagem de colmos férteis, na fertilidade das espiguetas e da massa de grãos. A adubação silicatada reduziu o número de espiguetas chochas por panícula e aumentou a massa de grãos sem, contudo, refletir na produtividade de grãos.

Doses de fósforo e crescimento radicular de cultivares de arroz de terras altas

O estudo de crescimento radicular de arroz de terras altas em função da disponibilidade de fósforo é, praticamente, inexistente. O objetivo deste trabalho foi avaliar o crescimento de diversas cultivares de arroz de terras altas em diferentes condições de disponibilidade de fósforo. O experimento foi desenvolvido em casa de vegetação, em delineamento inteiramente casualizado, em esquema fatorial 4 x 4, com quatro doses de P (0, 50, 100 e 200 mg dm-3) e quatro cultivares: Maravilha (grupo moderno), IAC 201, IAC 202 e Carajás (grupo intermediário). A cultivar Carajás possui sistema radicular que melhor se desenvolveu sob baixa disponibilidade de P. Sob baixa disponibilidade de P as cultivares IAC 201 e IAC 202 priorizaram o desenvolvimento do sistema radicular em relação a parte aérea. A cultivar Maravilha requer níveis elevados de fósforo para atingir o máximo desenvolvimento. Sob baixa disponibilidade de fósforo as cultivares de arroz diminuíram o diâmetro radicular.

Fertilizer distribution mechanisms and side dress nitrogen fertilization in upland rice under no-tillage system

Algumas culturas têm pouca adaptação ao sistema plantio direto (SPD), em vista da alta compactação da camada superficial do solo. Nesse caso, o mecanismo utilizado na semeadora para a abertura dos sulcos para deposição do fertilizante pode ter grande importância no sentido de facilitar a penetração das raízes. Avaliouse a influência do mecanismo de distribuição de fertilizante e da adubação nitrogenada na cultura do arroz de terras altas (Oryza sativa) no sistema plantio direto. O experimento foi conduzido nos anos agrícolas 2001/2002 e 2002/2003, em Botucatu-SP, Brasil. O delineamento experimental foi em blocos casualizados, com parcelas subdivididas e quatro repetições. As parcelas foram constituídas por dois mecanismos de distribuição de fertilizantes (haste sulcadora e disco duplo). Nas subparcelas, quatro níveis de N foram aplicados em cobertura (0, 40, 80 e 120 kg ha-1). Avaliou-se a profundidade de abertura do sulco e de deposição das sementes, a população de plantas, a altura de plantas, o número de colmos e de panículas m-2, o número total de espiguetas por panícula, a fertilidade das espiguetas, a massa de 1.000 grãos, a matéria seca da parte aérea, a produtividade e o teor de N na folha bandeira. O sucesso no estabelecimento da cultura do arroz de terras altas no SPD nas regiões de inverno seco do Brasil está diretamente ligado ao mecanismo de distribuição das semeadoras-adubadoras. A haste sulcadora promoveu maior profundidade de deposição de sementes, conseqüentemente reduzindo o estande, o número de panículas por área e a produtividade. A aplicação de N em cobertura no arroz de terras altas em SPD proporciona maiores produtividades quando a semeadura é realizada com mecanismo de disco duplo.

Preparo do solo e doses de nitrogênio em cobertura em arroz de terras altas

As influências do sistema de preparo do solo e da adubação nitrogenada não estão bem definidas para o arroz de terras altas. Assim, com o objetivo de avaliar os componentes da produtividade e o rendimento industrial do arroz de terras altas irrigado por aspersão, em função do preparo do solo e de doses de nitrogênio em cobertura, conduziu-se o experimento em condições de campo, em Selvíria (MS), por duas safras consecutivas: 2003/2004 (cultivar BRS Talento) e 2004/2005 (cultivar IAC 202). Adotou-se o delineamento em blocos casualizados, constituído pela combinação de três manejos de solo (grade aradora + grade niveladora, escarificador + grade niveladora e plantio direto) e seis doses de N em cobertura (0 kg ha-1, 25 kg ha-1, 50 kg ha-1, 75 kg ha-1, 100 kg ha-1 e 125 kg ha-1), com quatro repetições. Avaliou-se a concentração de N na folha, altura de plantas, componentes de produção, produtividade e o rendimento industrial dos grãos. O preparo do solo com escarificador + grade niveladora propiciou a obtenção de maiores produtividades das duas cultivares, enquanto a adubação nitrogenada em cobertura interferiu apenas na produtividade da cultivar IAC 202, sem afetar o rendimento industrial de grãos.

Uso de etil-trinexapac em cultivares de arroz de terras altas

O acamamento de plantas em cultivares de arroz, no momento da colheita, acarreta perdas significativas à produtividade. O uso de reguladores vegetais é uma das alternativas para reduzir o acamamento, entretanto, as informações sobre este assunto ainda são escassas. Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de avaliar o uso de doses de etil-trinexapac (0 g ha-1, 50 g ha-1, 100 g ha-1, 150 g ha-1 e 200 g ha-1 do i.a.), aplicadas por ocasião da diferenciação floral, em cultivares de arroz com diferentes tipos de plantas (Caiapó - tradicional; BRS Primavera e BRS Soberana - intermediário; e IAC 202 - moderno), avaliando o desenvolvimento e a produtividade de grãos. O experimento foi desenvolvido no município de Selvíria (MS), durante o ano agrícola de 2007/2008. Concluiu-se que a aplicação de 50 g ha-1, 100 g ha-1 e 150 g ha-1 de etil-trinexapac, por ocasião da diferenciação do primórdio da panícula das cultivares Caiapó, BRS Soberana e BRS Primavera, respectivamente, reduziu a altura de plantas e proporcionou ausência de acamamento; a cultivar IAC 202 dispensou o uso de regulador de crescimento, considerando-se que a mesma praticamente não apresentou acamamento; a aplicação de 50 g ha-1 e 150 g ha-1 de etil-trinexapac, por ocasião da diferenciação do primórdio da panícula, melhorou a produtividade da cultivar Caiapó e BRS Primavera, respectivamente, e a dose de 100 g ha-1 interferiu pouco na cultivar BRS Soberana.

Manejo de água em arroz de terras altas no sitema de plantio direto, usando o tanque classe A

O presente trabalho teve como objetivo estudar o efeito do manejo de água em cultivares de arroz de terras altas no sistema de plantio direto, usando o tanque Classe A. Os tratamentos consistiram na combinação de três manejos (sequeiro e duas lâminas) e duas cultivares (Confiança e Maravilha), com quatro repetições. A irrigação proporcionou aumento na altura de plantas, massa de 100 grãos, massa hectolítrica, produtividade de grãos, rendimento de benefício e redução do número de dias para o florescimento e ciclo total da cultura. Os valores adotados de coeficientes de cultura não influenciam nas características fenológicas e produtivas da cultura. A produtividade de grãos não diferiu entre as cultivares Confiança e Maravilha.

Aplicação de silício em arroz de terras altas irrigado por aspersão

The use of chemical elements considered as beneficial to crops has become common among farmers. The silicon case is interesting, since despite not being essential physiologically for rice crop, it demonstrates that through its absorption it promotes benefits. Therefore, this experiment aimed to evaluate the effect of doses of SiO(2) (0, 150, 300, 450, 600, 750 and 900 kg ha(-1)) at seed sowing time, in two upland rice cultivars (IAC 201 and IAC 202), under sprinkler irrigation, during the agricultural years of 2002/03 and 2003/04 in Selviria, Mato Grosso do Sul State, Brazil. The cultivar IAC 202 can present higher yield than IAC 201, with similar industrial quality and lower laying index. Silicon applications were not sufficient to reduce laying index of IAC 201. In general, silicon application does not interfere in grain productivity and industrial yield of the cultivars used.