Genetic analysis of aluminum tolerance in Brazilian barleys

Aluminum (Al) toxicity is a major factor limiting barley growth in acid soils, and genotypes with adequate level of tolerance are needed for improving barley adaptation in Brazil. To study the inheritance of Al tolerance in Brazilian barleys, cultivars Antarctica 1, BR 1 and FM 404 were crossed to sensitive Kearney and PFC 8026, and intercrossed. Parental, F1, F2 and F6 generations were grown in nutrient solution containing 0.03, 0.05 and 0.07 mM of Al and classified for tolerance by the root tip hematoxylin staining assay. Tolerant by sensitive F2 progenies segregated three tolerant to one sensitive, fitting the 3:1 ratio expected for a single gene. The F6 populations segregated one tolerant to one sensitive also fitting a monogenic ratio. The F2 seedlings from crosses among tolerant genotypes scored the same as the parents. Since the population size used would allow detection of recombination as low as 7%, the complete absence of Al sensitive recombinants suggests that tolerance in these cultivars is most probably, controlled by the same gene. Thus, the potential for improving Al tolerance through recombination of these genotypes is very low and different gene sources should be evaluated.

Controle genético da resistência da soja à raça 4 de Cercospora sojina

O objetivo deste trabalho foi estudar o controle genético da resistência à Cercospora sojina, em populações segregantes derivadas do cruzamento entre as cultivares de soja Paraná e Bossier. Foram avaliadas nos genitores e nas gerações F1, F2, RC1 e RC2 seis características das plantas associadas com a doença: nota para infecção (NT); número de lesões por folíolo (NLF); diâmetro médio de lesão (DML); porcentagem de área foliar lesionada (PAFL); número de lesões por cm² (NLC) e índice de doença (ID). A resistência da soja à cercosporiose comportou-se como um caráter quantitativo, e o efeito gênico aditivo o mais importante. As influências sobre NT foram as seguintes: efeito aditivo (62,05%), efeito da dominância (7,68%) e as interações epistáticas aditiva x aditiva, aditiva x dominante e dominante x dominante (7,32%). O modelo aditivodominante foi suficiente para explicar as variações somente nos caracteres PAFL e NLC. A influência dos efeitos das interações epistáticas variaram de 2,22% no caráter PAFL e em até 30,78% no caráter DML. O modelo genético aditivo-dominante é satisfatório para explicar o comportamento da média das gerações em relação aos caracteres PAFL e NLC. Entretanto, quanto a NT, NLF, DML e ID, o modelo aditivo-dominante-epistático é o mais adequado.

Exploring the rate-limiting steps in visual phototransduction recovery by bottom-up kinetic modeling

Phototransduction in vertebrate photoreceptor cells represents a paradigm of signaling pathways mediated by G-protein-coupled receptors (GPCRs), which share common modules linking the initiation of the cascade to the final response of the cell. In this work, we focused on the recovery phase of the visual photoresponse, which is comprised of several interacting mechanisms. We employed current biochemical knowledge to investigate the response mechanisms of a comprehensive model of the visual phototransduction pathway. In particular, we have improved the model by implementing a more detailed representation of the recoverin (Rec)-mediated calcium feedback on rhodopsin kinase and including a dynamic arrestin (Arr) oligomerization mechanism. The model was successfully employed to investigate the rate limiting steps in the recovery of the rod photoreceptor cell after illumination. Simulation of experimental conditions in which the expression levels of rhodospin kinase (RK), of the regulator of the G-protein signaling (RGS), of Arr and of Rec were altered individually or in combination revealed severe kinetic constraints to the dynamics of the overall network. Our simulations confirm that RGS-mediated effector shutdown is the rate-limiting step in the recovery of the photoreceptor and show that the dynamic formation and dissociation of Arr homodimers and homotetramers at different light intensities significantly affect the timing of rhodopsin shutdown. The transition of Arr from its oligomeric storage forms to its monomeric form serves to temper its availability in the functional state. Our results may explain the puzzling evidence that overexpressing RK does not influence the saturation time of rod cells at bright light stimuli. The approach presented here could be extended to the study of other GPCR signaling pathways.

Diallel analysis for frogeye leaf spot resistance in soybean

Seven soybean cultivars (Bossier, Cristalina, Davis, Kent, Lincoln, Paraná and Uberaba), with different levels of resistance to Cercospora sojina, were crossed in a diallel design to determine the general (GCA) and specific (SCA) combining abilities relative to the inheritance of the resistance. Race 04 of the fungus was inoculated in the parents and in the 21 F1 hybrids in a greenhouse in a completely randomized design, with 12 replications. The reactions to the disease were evaluated 20 days after the inoculation, always on the most infected leaflet. Both GCA and SCA were significant for all the evaluated characters, being inferred that, for the expression of the characters, the additive, dominant and, possibly, epistatic genic actions were important. The largest values of estimated SCA effect (ij) were observed in the hybrid combinations where at least one parent presented high GCA. Cristalina, Davis and Uberaba cultivars showed the largest estimates for GCA effect (i), and from the analysis of ii, the contribution of these parents to heterosis of their hybrids will be towards the reduction of the disease symptoms. Therefore, these cultivars are indicated as parents in breeding programs that seek the development of soybean cultivars with resistance to frogeye leaf spot.

Selection processes in a citrus hybrid population using RAPD markers

The objective of this work was to evaluate the processes of selection in a citrus hybrid population using segregation analysis of RAPD markers. The segregation of 123 RAPD markers between 'Cravo' mandarin (Citrus reticulata Blanco) and 'Pêra' sweet orange (C. sinensis (L.) Osbeck) was analysed in a F1 progeny of 94 hybrids. Genetic composition, diversity, heterozygosity, differences in chromosomal structure and the presence of deleterious recessive genes are discussed based on the segregation ratios obtained. A high percentage of markers had a skeweness of the 1:1 expected segregation ratio in the F1 population. Many markers showed a 3:1 segregation ratio in both varieties and 1:3 in 'Pêra' sweet orange, probably due to directional selection processes. The distribution analysis of the frequencies of the segregant markers in a hybrid population is a simple method which allows a better understanding of the genetics of citrus group.

Genetic linkage maps of 'Pêra' sweet orange and 'Cravo' mandarin with RAPD markers

The objective of this work was to construct linkage maps of 'Pêra' sweet orange [Citrus sinensis (L.) Osbeck] and 'Cravo' mandarin (Citrus reticulata Blanco) using RAPD markers and the pseudo-testcross strategy. The parents were chosen according to the resistance/susceptibility to citrus variegate chlorosis (CVC). The segregation of 176 markers was analyzed in 94 progeny of F1 hybrids, which were obtained from controlled crossings. The linkage map of 'Pêra' sweet orange had 117 markers defined by 12 linkage groups, which spanned 612.1 cM. Only six markers could not be linked to the linkage group and 48.7% of the markers showed segregation distortion. The linkage map of 'Cravo' mandarin had 51 markers defined by 12 linkage groups, which spanned 353.3 cM. Only two markers did not link to the groups and 15.7% showed segregation distortion. The construction of linkage maps is relevant to future mapping studies of the inheritance of CVC, citrus canker and leprosis.

Parâmetros genéticos da resistência da soja a Cercospora sojina

A herança da resistência da soja a Cercospora sojina Hara foi avaliada por meio de parâmetros genéticos, estimados pela análise de médias e de variâncias de um índice multivariado. Foram utilizados os cruzamentos de duas cultivares resistentes, Paraná (P) e Uberaba (U), com uma suscetível, Bossier (B). Foram avaliados cinco caracteres associados à doença, nos genitores e nas gerações F1, F2, RCR e RCS de cada cruzamento: nota do grau de infecção avaliado visualmente; diâmetro médio da lesão; porcentagem de área foliar lesionada; número de lesões por centímetro quadrado; e índice de doença. Foi aplicado aos dados das análises de gerações um índice multivariado anteriormente estabelecido. O efeito genético aditivo foi o mais importante na determinação dos caracteres relacionados com a resistência da soja a C. sojina. Nos dois cruzamentos, PxB e UxB, pelo menos um dos tipos de epistasia (aa, ad e dd) foi significativo, sendo mais adequada a avaliação da resistência da soja a C. sojina, pelo modelo aditivo-dominante-epistático.

Caracterización de la generación segregante de un híbrido de tomate con genes nor y silvestres

El objetivo del trabajo fue estudiar en la generación segregante del híbrido entre una cultivar de Lycopersicon esculentum homocigota para el gen nor y la accesión LA1385 de L. esculentum var. cerasiforme, la recombinación de caracteres productivos y de calidad de fruto a través de las metodologías de análisis multivariado. En las generaciones F1 y F2 y en los progenitores se evaluaron caracteres vegetativos y productivos (longitud de entrenudos, perímetro del tallo en las partes basal, media y apical, número de flores por inflorescencia, número de inflorescencias por planta y días a cosecha) y de calidad de fruto (peso, forma, sólidos solubles, acidez, firmeza, color y vida poscosecha). Se utilizaron las correlaciones canónicas entre los caracteres vegetativos y productivos y los de calidad de fruto y también un análisis de agrupamiento para las características del fruto, incluyendo los progenitores, la F1 y la F2. Estos análisis permitieron demostrar que las características productivas y de calidad de fruto recombinaron en la generación segregante. La vida poscosecha fue la característica de los frutos más importante para discriminar grupos en la F2. Para tres niveles de agrupamiento cada grupo de individuos F2 se comportó como alguno de los progenitores o la F1.

Toxicidade de inseticidas utilizados na cultura do tomateiro a Trichogramma pretiosum

O objetivo deste trabalho foi avaliar a toxicidade dos inseticidas acetamipride (0,05 g L-1 de i.a.), clorfenapir (0,12 g L-1 de i.a.), imidaclopride (1,16 g L-1 de i.a.), tiaclopride (0,48 g L-1 de i.a.) e tiametoxam (0,05 g L-1 de i.a.) a Trichogramma pretiosum em diferentes fases imaturas. Ovos de Anagasta kuehniella foram aderidos em cartelas de cartolina azul e expostos ao parasitismo de T. pretiosum por 48 horas. Os ovos supostamente parasitados, contendo os parasitóides no período de ovo-larva e nas fases de pré-pupa e pupa, foram imersos nas caldas químicas e em água (testemunha) por cinco segundos, e mantidos em câmara climatizada a 24±1ºC, UR de 70±10% e 12 horas de fotófase. Clorfenapir e imidaclopride reduziram em 76,0% e 64,4%, respectivamente, a emergência de indivíduos da geração F1 de T. pretiosum. A razão sexual dos indivíduos da geração F1 não foi afetada por nenhum dos compostos avaliados, variando de 0,7 a 0,8. Clorfenapir reduziu em aproximadamente 50% a taxa de parasitismo de T. pretiosum da geração F1. Acetamipride e tiametoxam foram inofensivos ao parasitóide e podem ser utilizados em associação com essa espécie no controle de pragas na cultura do tomateiro.

Produção e qualidade de frutos de tomateiros portadores de alelos mutantes de amadurecimento e coloração

Sete híbridos de tomateiros quase-isogênicos, à exceção dos locos norª/nor, rin, og c e hp, com as linhagens parentais FloraDade e Mospomorist, e dois híbridos comerciais heterozigotos no loco rin (Carmen F1 e Chronos F1) foram avaliados quanto às características de produção e qualidade de frutos e quanto aos possíveis efeitos do background genotípico empregado nas mesmas características. Foi utilizado o delineamento em blocos casualizados, com quatro repetições e dez plantas por parcela. Os genótipos nor+/nor e rin+/rin não afetaram as características de produção. O genótipo nor+/norª atuou diminuindo a massa média por fruto. Os genótipos nor+/norª, nor+/nor e rin+/rin, isoladamente, atrasaram a perda de firmeza e a chegada da coloração vermelha nos frutos. O tamanho relativo da cicatriz peduncular não foi afetado significativamente por esses genótipos. A combinação og c+/og c hp+/hp proporcionou maior produção total e maior massa média por fruto no híbrido nor+/norª. A firmeza e a coloração dos frutos nor+/norª não foram afetadas pela combinação og c+/og c hp+/hp. O genótipo nor+/norª reduziu a produção precoce de frutos og c+/og c hp+/hp e aumentou a meia-vida da firmeza desses frutos. O background genotípico e a interação background x mutante de amadurecimento devem ser considerados na produção de híbridos F1 de tomateiro.

Produção, qualidade e conservação de tomates heterozigotos nos locos alcobaça, nonripening e ripening inhibitor

O objetivo deste trabalho foi avaliar os atributos de produtividade, qualidade e conservação pós-colheita de tomates, para comparar os efeitos promovidos pelos alelos alcobaça (norª), nonripening (nor) e ripening inhibitor (rin) em heterozigose, isoladamente ou em duplas combinações, sobre frutos de tomateiros híbridos. Foram avaliados dez tratamentos: sete híbridos experimentais quase-isogênicos, com background FloraDade x Tropic de genótipos nor+/norª, rin+/rin, nor+/nor, nor/norª, nor+/norª rin+/rin e nor+/nor rin+/rin; e três testemunhas comerciais (Floradade, Tropic e Carmen F1). Contrariamente aos genótipos rin+/rin e nor+/nor, o genótipo nor+/norª não prolongou, significativamente, a firmeza dos frutos em pós-colheita. Os genótipos duplo-mutantes norª/nor, nor+/norª rin+/rin e nor+/nor rin+/rin foram eficientes em atrasar a perda de firmeza e a evolução da coloração dos frutos; os efeitos dos locos nor+/norª e rin+/rin, juntos, sofreram desvios significativos em relação à soma dos efeitos desses locos, quando atuaram separadamente, no sentido de intensificarem esses atrasos. O uso de híbridos heterozigotos, nas duplas combinações entre os locos norª, nor e rin, mostrou-se vantajoso por propiciar frutos firmes, com maior extensão da vida pós-colheita, em comparação com o uso dos híbridos portadores desses locos isoladamente. A qualidade dos frutos duplo-mutantes não foi limitada pelo atraso na evolução da coloração vermelha.

Herdabilidade dos teores de fibra alimentar e rendimento de grãos em populações de feijoeiro

O objetivo deste trabalho foi determinar a herdabilidade e o ganho na seleção para teor de fibra alimentar (solúvel, insolúvel e total) e para rendimento de grãos, em populações resultantes de cinco diferentes cruzamentos, além de identificar a população mais adequada, considerando-se as diferentes frações da fibra. Os cruzamentos entre os genitores CNFP 8100, FT 96-1282, Varre-Sai e Valente foram realizados em casa de vegetação. As populações obtidas (genitores, F1 e F2) foram avaliadas em campo, durante a primavera/verão de 2003/2004, em delineamento de blocos ao acaso. Diferenças significativas foram obtidas para fibra alimentar total; não foi detectada variabilidade genética para as frações da fibra - solúvel e insolúvel - e para rendimento de grãos nas populações. Correlação fenotípica positiva foi encontrada entre fibra insolúvel e fibra alimentar total. A seleção de plantas F2, em populações segregantes desenvolvidas a partir da combinação Valente x Varre-Sai, pode ser efetiva no desenvolvimento de germoplasma de feijão com maior teor de fibra alimentar total, em virtude da alta herdabilidade e maior ganho por seleção obtidos.

Distância genética e sua associação com heterose e desempenho de híbridos em aveia

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da dissimilaridade genética, aferida por caracteres morfológicos e marcadores moleculares, sobre a heterose e heterobeltiose em híbridos de aveia. Foram utilizados cinco genitores cruzados na forma dialélica, tendo sido desconsiderados os híbridos recíprocos. Não houve relação linear entre as medidas de dissimilaridade genética utilizadas, possivelmente em virtude da representação parcial e insuficiente do genoma, quando utilizados dados morfológicos, pela falta de ligação entre os genes controladores dos caracteres mensurados e os marcadores usados, ou pelo fato de as regiões cromossômicas, acessadas pelos marcadores, possuírem diferenças nas suas contribuições para desempenho e heterose da F1. Além disso, as medidas realizadas por meio de caracteres morfológicos e marcadores moleculares não revelam associação significativa com desempenho, heterose e heterobeltiose dos híbridos, para rendimento de grãos.

Integrability and non-integrability of periodic non-autonomous Lyness recurrences (revised and enlarged version)

This paper studies non-autonomous Lyness type recurrences of the form xn+2 = (an+xn+1)=xn, where fang is a k-periodic sequence of positive numbers with primitive period k. We show that for the cases k 2 f1; 2; 3; 6g the behavior of the sequence fxng is simple (integrable) while for the remaining cases satisfying this behavior can be much more complicated (chaotic). We also show that the cases where k is a multiple of 5 present some di erent features.

Genes do eixo somatotrófico e características de crescimento numa população F2 de bovinos

O objetivo deste trabalho foi avaliar a associação dos polimorfismos dos genes bGH, IGF-1 e PIT-1 com características de peso e ganho de peso numa população F2 de bovinos (Gir x Holandês), pela técnica de PCR-RFLP. As freqüências alélicas A e B, do gene PIT-1, e dos genótipos AA, AB e BB, nas populações parentais foram semelhantes entre si, mas diferentes das freqüências nas populações cruzadas F1 e F2, para esse gene. Quanto ao gene bGH, os animais da raça Holandesa apresentaram freqüência de 100% para o alelo E e os animais da raça Gir, 92% para o alelo F, resultando em alta freqüência de indivíduos heterozigotos nas populações F1 e F2. Quanto ao gene IGF-1, todos os animais da raça Holandesa eram heterozigotos (AB) e, nos animais Gir, a maioria dos indivíduos foi de homozigotos (AA), o que resultou em alta freqüência do alelo A nas populações F1 e F2. Foram encontradas associações significativas do alelo A do gene PIT-1 com as características de peso aos 60, 205, 365 dias e ganho de peso do nascimento aos 60 dias. Em bGH, observou-se efeito significativo do alelo E para peso aos 365 dias e ganho de peso do nascimento aos 60 dias, enquanto o efeito do alelo A do IGF-1 foi significativo somente para peso ao nascimento. Os alelos identificados podem ser usados como marcadores no melhoramento animal.