Crescimento radicular e produção de ácidos orgânicos em cultivares de soja com diferentes tolerâncias ao alumínio

A elucidação dos mecanismos que definem o comportamento diferencial entre genótipos de soja quanto à toxidez de Al facilita a utilização da variabilidade genética existente ou produzida. O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência do Al no crescimento radicular, na modificação do pH da solução e no conteúdo de ácidos orgânicos em extratos de raízes de cultivares de soja tolerantes ao Al, FT-1 e FT-6 (Veneza) e sensíveis, IAC-13 e Paraná. As plantas cresceram por nove dias em solução contendo 50 mg L-1 de Ca e 0,0 e 0,2 mg L-1 de Al, com pH inicial de 4,76. Houve maior crescimento de raízes nas cultivares tolerantes e não houve alterações do pH da solução relacionadas à tolerância das cultivares ao alumínio. A presença do Al reduziu o conteúdo dos ácidos cítrico, lático, succínico, oxálico e málico, em ambos os grupos de cultivares avaliados, porém com maior redução no grupo das cultivares sensíveis. O ácido cítrico foi encontrado em maior quantidade nas cultivares tolerantes. A capacidade das cultivares de soja FT-1 e FT-6 (Veneza) de alterar o conteúdo de ácidos orgânicos não-voláteis, principalmente o ácido cítrico, que pode complexar o Al, indica que este mecanismo pode ser muito importante para a tolerância a esse elemento.

Adaptações morfofisiológicas da soja em solo inundado

Há restrições ao crescimento de plantas em condições de inundação do solo, o que limita a sua exploração agrícola a poucas espécies. A soja pode ser uma alternativa, pela alta capacidade adaptativa a estas condições. O objetivo deste trabalho foi identificar as formas de adaptação da soja à inundação do solo, e estabelecer a melhor estratégia para fornecimento de N em solos inundados. Foi conduzido um experimento em casa de vegetação, na Faculdade de Agronomia da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), de setembro a novembro de 1998. Foram testadas duas cultivares de soja (FT-Abyara e BR 4) cultivadas sob dois regimes hídricos (inundação e capacidade de campo) e duas estratégias de fornecimento de N (inoculação e N mineral). Manteve-se a soja sob inundação do estádio V2 até V5 (21 dias). A soja apresentou mecanismos que permitem sua adaptação a condições de hipoxia geradas pela inundação do solo. Houve redução nos teores de N, K, Mg e Mn, e aumento nos teores de Fe nas folhas, quando da inundação. Existiram diferenças entre cultivares em solo inundado, destacando-se a cultivar FT-Abyara, pela maior adaptação. O diâmetro do caule sob a lâmina de água foi a característica mais importante na diferenciação de cultivares com vistas a tolerância à inundação. A melhor estratégia para fornecimento de N em condições de solo inundado foi a aplicação de N mineral em cobertura. Porém, mesmo em solo inundado ocorreu nodulação em soja.

Contribuição relativa dos componentes do rendimento para produção de grãos em soja

Seis genótipos de soja foram estudados com o objetivo de identificar a contribuição relativa dos componentes do rendimento para a produção final de grãos. O experimento foi conduzido no ano agrícola 1996/97 na EEA/UFRGS, Eldorado do Sul, RS. As avaliações foram realizadas em plantas individuais e se estenderam desde o estádio de floração até o de maturação. Os resultados obtidos demonstram que a importância relativa de cada componente do rendimento variou conforme a cultivar. As cultivares FT-2003 e RS 9-Itaúba foram significativamente superiores às demais com relação à produção de grãos por planta, com exceção da RS 7-Jacuí. Elas se caracterizaram por elevado número de nós férteis nos ramos e elevada produção nos mesmos, enquanto a RS 7-Jacuí apresentou elevado peso de 100 grãos e alto número de legumes com três grãos. A cultivar CEP 20-Guajuvira apresentou alta porcentagem de fixação de legumes. O peso de 100 grãos é um componente importante na produção de grãos da cultivar BR 16. Na cultivar OCEPAR 14, a produção de grãos decorre da alta produção de ramos e do número de nós férteis nos ramos.

Correlações e análise de trilha em linhagens de soja semeadas em diferentes épocas

A associação entre a produtividade e outras características da planta identifica caracteres para uso na seleção indireta para produtividade. A produtividade da soja é muito influenciada pelo fotoperíodo e pela temperatura, e a semeadura fora de época acarreta redução na produtividade. Os programas de melhoramento procuram desenvolver cultivares adaptadas a um período mais amplo de semeadura. No Brasil, entretanto, não há estudos sobre as inter-relações entre a produtividade e algumas características de importância agronômica da soja (dias para maturação, altura da planta no florescimento e número de nós da haste principal), em um período mais amplo de semeadura (setembro a dezembro). Este trabalho procura quantificar essas relações e identificar possíveis critérios de seleção indireta em relação à produtividade, avaliando linhas puras derivadas dos cruzamentos entre BR85-29009, FT-2, BR-13 e OCEPAR-8. O delineamento experimental usado foi o inteiramente casualizado. Os estudos de correlações e análise de trilha revelaram que a influência das características sobre a produtividade dependeu do cruzamento, da época de semeadura, e do ano. As correlações fenotípicas e genotípicas entre as características e a produtividade foram essencialmente positivas. As análises de trilha mostraram que dias para maturação e altura da planta no florescimento, individualmente, ou a combinação dias para maturação, altura da planta no florescimento e número de nós em um índice, podem auxiliar na seleção quanto à produtividade. A contribuição dos dois primeiros caracteres para o aumento na produtividade foi maior em semeaduras realizadas em novembro e outubro, respectivamente.

Roles of transient guidepost neurons in corpus callosum formation and guidance

RESUMENeurones transitoires jouant un rôle de cibles intermédiaires dans le guidage des axones du corps calleuxLe guidage axonal est une étape clé permettant aux neurones d'établir des connexions synaptiques et de s'intégrer dans un réseau neural fonctionnel de manière spécifique. Des cellules-cibles intermédiaires appelées « guidepost » aident les axones à parcourir de longues distances dans le cerveau en leur fournissant des informations directionnelles tout au long de leur trajet. Il a été démontré que des sous-populations de cellules gliales au niveau de la ligne médiane guident les axones du corps calleux (CC) d'un hémisphère vers l'autre. Bien qu'il fût observé que le CC en développement contenait aussi des neurones, leur rôle était resté jusqu'alors inconnu.La publication de nos résultats a montré que pendant le développement embryonnaire, le CC contient des glies mais aussi un nombre considérable de neurones glutamatergiques et GABAergiques, nécessaires à la formation du corps calleux (Niquille et al., PLoS Biology, 2009). Dans ce travail, j'ai utilisé des techniques de morphologie et d'imagerie confocale 3D pour définir le cadre neuro-anatomique de notre modèle. De plus, à l'aide de transplantations sur tranches in vitro, de co-explants, d'expression de siRNA dans des cultures de neurones primaires et d'analyse in vivo sur des souris knock-out, nous avons démontré que les neurones du CC guident les axones callosaux en partie grâce à l'action attractive du facteur de guidage Sema3C sur son récepteur Npn- 1.Récemment, nous avons étudié l'origine, les aspects dynamiques de ces processus, ainsi que les mécanismes moléculaires impliqués dans la mise en place de ce faisceau axonal (Niquille et al., soumis). Tout d'abord, nous avons précisé l'origine et l'identité des neurones guidepost GABAergiques du CC par une étude approfondie de traçage génétique in vivo. J'ai identifié, dans le CC, deux populations distinctes de neurones GABAergiques venant des éminences ganglionnaires médiane (MGE) et caudale (CGE). J'ai ensuite étudié plus en détail les interactions dynamiques entre neurones et axones du corps calleux par microscopie confocale en temps réel. Puis nous avons défini le rôle de chaque sous-population neuronale dans le guidage des axones callosaux et de manière intéressante les neurones GABAergic dérivés de la MGE comme ceux de la CGE se sont révélés avoir une action attractive pour les axones callosaux dans des expériences de transplantation. Enfin, nous avons clarifié la base moléculaire de ces mécanismes de guidage par FACS sorting associé à un large criblage génétique de molécules d'intérêt par une technique très sensible de RT-PCR et ensuite ces résultats ont été validés par hybridation in situ.Nous avons également étudié si les neurones guidepost du CC étaient impliqués dans son agénésie (absence de CC), présente dans nombreux syndromes congénitaux chez 1 humain. Le gène homéotique Aristaless (Arx) contrôle la migration des neurones GABAergiques et sa mutation conduit à de nombreuses pathologies humaines, notamment la lissencéphalie liée à IX avec organes génitaux anormaux (XLAG) et agénésie du CC. Fait intéressant, nous avons constaté qu'ARX est exprimé dans toutes les populations GABAergiques guidepost du CC et que les embryons mutant pour Arx présentent une perte drastique de ces neurones accompagnée de défauts de navigation des axones (Niquille et al., en préparation). En outre, nous avons découvert que les souris déficientes pour le facteur de transcription ciliogenic RFX3 souffrent d'une agénésie du CC associé avec des défauts de mise en place de la ligne médiane et une désorganisation secondaire des neurones glutamatergiques guidepost (Benadiba et al., submitted). Ceci suggère fortement l'implication potentielle des deux types de neurones guidepost dans l'agénésie du CC chez l'humain.Ainsi, mon travail de thèse révèle de nouvelles fonctions pour ces neurones transitoires dans le guidage axonal et apporte de nouvelles perspectives sur les rôles respectifs des cellules neuronales et gliales dans ce processus.ABSTRACTRole of transient guidepost neurons in corpus callosum development and guidanceAxonal guidance is a key step that allows neurons to build specific synaptic connections and to specifically integrate in a functional neural network. Intermediate targets or guidepost cells act as critical elements that help to guide axons through long distance in the brain and provide information all along their travel. Subpopulations of midline glial cells have been shown to guide corpus callosum (CC) axons to the contralateral cerebral hemisphere. While neuronal cells are also present in the developing corpus callosum, their role still remains elusive.Our published results unravelled that, during embryonic development, the CC is populated in addition to astroglia by numerous glutamatergic and GABAergic guidepost neurons that are essential for the correct midline crossing of callosal axons (Niquille et al., PLoS Biology, 2009). In this work, I have combined morphological and 3D confocal imaging techniques to define the neuro- anatomical frame of our system. Moreover, with the use of in vitro transplantations in slices, co- explant experiments, siRNA manipulations on primary neuronal culture and in vivo analysis of knock-out mice we have been able to demonstrate that CC neurons direct callosal axon outgrowth, in part through the attractive action of Sema3C on its Npn-1 receptor.Recently, we have studied the origin, the dynamic aspects of these processes as well as the molecular mechanisms involved in the establishment of this axonal tract (Niquille et al., submitted). First, we have clarified the origin and the identity of the CC GABAergic guidepost neurons using extensive in vivo cell fate-mapping experiments. We identified two distinct GABAergic neuronal subpopulations, originating from the medial (MGE) and caudal (CGE) ganglionic eminences. I then studied in more details the dynamic interactions between CC neurons and callosal axons by confocal time-lapse video microscopy and I have also further characterized the role of each guidepost neuronal subpopulation in callosal guidance. Interestingly, MGE- and CGE-derived GABAergic neurons are both attractive for callosal axons in transplantation experiments. Finally, we have dissected the molecular basis of these guidance mechanisms by using FACS sorting combined with an extensive genetic screen for molecules of interest by a sensitive RT-PCR technique, as well as, in situ hybridization.I have also investigated whether CC guidepost neurons are involved in agenesis of the CC which occurs in numerous human congenital syndromes. Aristaless-related homeobox gene (Arx) regulates GABAergic neuron migration and its mutation leads to numerous human pathologies including X-linked lissencephaly with abnormal genitalia (XLAG) and severe CC agenesis. Interestingly, I found that ARX is expressed in all the guidepost GABAergic neuronal populations of the CC and that Arx-/- embryos exhibit a drastic loss of CC GABAergic interneurons accompanied by callosal axon navigation defects (Niquille et al, in preparation). In addition, we discovered that mice deficient for the ciliogenic transcription factor RFX3 suffer from CC agenesis associated with early midline patterning defects and a secondary disorganisation of guidepost glutamatergic neurons (Benadiba et al., submitted). This strongly points out the potential implication of both types of guidepost neurons in human CC agenesis.Taken together, my thesis work reveals novel functions for transient neurons in axonal guidance and brings new perspectives on the respective roles of neuronal and glial cells in these processes.

Structural Characterization of UHPC Waffle Bridge Deck and Connections, TR-614, 2014

The AASHTO strategic plan in 2005 for bridge engineering identified extending the service life of bridges and accelerating bridge construction as two of the grand challenges in bridge engineering. These challenges have the objective of producing safer and more economical bridges at a faster rate with a minimum service life of 75 years and reduced maintenance cost to serve the country’s infrastructure needs. Previous studies have shown that a prefabricated full-depth precast concrete deck system is an innovative technique that accelerates the rehabilitation process of a bridge deck, extending its service life with reduced user delays and community disruptions and lowering its life-cycle costs. Previous use of ultra-high performance concrete (UHPC) for bridge applications in the United States has been considered to be efficient and economical because of its superior structural characteristics and durability properties. Full-depth UHPC waffle deck panel systems have been developed over the past three years in Europe and the United States. Subsequently, a single span, 60-ft long and 33-ft wide prototype bridge with full-depth prefabricated UHPC waffle deck panels has been designed and built for a replacement bridge in Wapello County, Iowa. The structural performance characteristics and the constructability of the UHPC waffle deck system and its critical connections were studied through an experimental program at the structural laboratory of Iowa State University (ISU). Two prefabricated full-depth UHPC waffle deck (8 feet by 9 feet 9 inches by 8 inches) panels were connected to 24-ft long precast girders, and the system was tested under service, fatigue, overload, and ultimate loads. Three months after the completion of the bridge with waffle deck system, it was load tested under live loads in February 2012. The measured strain and deflection values were within the acceptable limits, validating the structural performance of the bridge deck. Based on the laboratory test results, observations, field testing of the prototype bridge, and experience gained from the sequence of construction events such as panel fabrication and casting of transverse and longitudinal joints, a prefabricated UHPC waffle deck system is found to be a viable option to achieve the goals of the AASHTO strategic plan.

Cultivar de soja BRS 66

BRS 66, oriunda do cruzamento BR 83-147 x FT-Abyara, é indicada para cultivo no Rio Grande do Sul. Na média de 21 ambientes no RS, no período de 1993/94 a 1995/96, essa cultivar apresentou rendimento médio de grãos de 2.883 kg/ha. Apresenta resistência ao cancro-da-haste, à podridão-parda-da-haste, à mancha-olho-de-rã, à raça 1 de Phytophthora sojae, à pústula-bacteriana e ao oídio. Tem flor branca, pubescência marrom, tegumento da semente amarelo-fosco, hilo marrom e tipo de crescimento determinado. É de ciclo médio e apresenta estatura da planta de média a alta, com boa resistência ao acamamento.

Efeito da eliminação genética das lipoxigenases das sementes sobre as características agronômicas da soja

A eliminação genética das enzimas lipoxigenases (Lox 1, Lox 2 e Lox 3) é uma das maneiras de se contornar os problemas associados ao sabor indesejável de "feijão cru" das sementes da soja. Visando elucidar a influência dessa eliminação genética nas características agronômicas da planta de soja e nos componentes de produção, a variedade comercial de soja FT-Cristalina RCH e suas linhagens, obtidas por retrocruzamentos, sem as três lipoxigenases nas sementes (linhagens triplo-nulas) e com as três lipoxigenases (triplo-positivas), foram avaliadas em três épocas de semeadura. A variedade comercial foi mais homogênea que as linhagens com ou sem lipoxigenases, indicando presença de quantidade significativa de genes dos progenitores não-recorrentes nas linhagens, principalmente nas sem lipoxigenases. A semeadura em diferentes épocas evidenciou variação entre os materiais genéticos (variedade comercial, linhagens com ou sem lipoxigenase nas sementes), tanto nas características da planta quanto nos componentes de produção de grãos. A eliminação genética das lipoxigenases das sementes não afetou negativamente as características agronômicas da variedade FT-Cristalina RCH.

Características agronômicas e tecnológicas de genótipos de feijão do grupo comercial Carioca

A busca por cultivares produtivas, adaptadas ao local de cultivo e com características tecnológicas desejáveis é uma constante. O objetivo deste trabalho foi avaliar o comportamento de genótipos de feijão, do grupo comercial Carioca, quanto a características agronômicas e tecnológicas. Vinte e nove genótipos foram cultivados na época das águas, nos anos de 2001 e 2002, e distribuídos em blocos casualizados, com quatro repetições. Sobressaíram-se os genótipos IAC-Carioca, FT-Bonito, Rudá, Porto Real, CNFC 8008, CNFC 8011, CNFC 8012, CNFC 8013 e CNFC 8156 com produtividade de grãos acima da média obtida. Destacaram-se com produtividade média de grãos acima de 3.000 kg ha-1 e tempo de cozimento médio em torno de 20 minutos, os genótipos IAC-Carioca, CNFC 8012 e CNFC 8156.

Sistema radicular de cultivares de feijão em resposta à calagem

O crescimento radicular apresenta variabilidade genética, e é afetado pelo Al tóxico e baixos teores de Ca e Mg do solo, que podem comprometer o seu desenvolvimento. O objetivo deste trabalho foi avaliar o sistema radicular de cultivares de feijão em resposta à calagem. O experimento foi realizado em vasos de 13 dm³ de solo, em casa de vegetação, até 43 dias após a emergência das plantas. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado, em arranjo fatorial 4x4, composto por quatro doses de calcário (0, 1,59, 3,18 e 4,48 t ha-1) e quatro cultivares de feijão (Campeão 1, Carioca, FT-Bonito e Pérola), com quatro repetições. O sistema radicular da cultivar Pérola foi mais tolerante à baixa saturação por bases do que o das demais cultivares. O máximo crescimento radicular das cultivares Campeão 1, Carioca e Pérola ocorreu em saturação por bases ao redor de 43%. Em condições de elevada acidez, o diâmetro radicular das cultivares é reduzido e há um incremento em comprimento. A calagem promove aumento do sistema radicular e da parte aérea das cultivares.

Métodos para a estimativa do potencial de rendimento da soja durante a ontogenia

O objetivo deste trabalho foi estudar métodos para a estimativa do potencial de rendimento da soja durante a ontogenia. Os experimentos foram realizados em Eldorado do Sul, RS, durante as safras de 1996/1997, 1999/2000 e 2000/2001. Os tratamentos constaram de cinco cultivares de soja, FT-Saray, IAS 5, IAS 4, FT-Abyara e FEPAGRO RS-10. Cinco métodos foram utilizados para estimar o rendimento que seria obtido se todas as estruturas reprodutivas presentes no florescimento e no início do enchimento de grãos, produzissem grãos na maturação. O potencial de rendimento no florescimento e no enchimento de grãos, apresentou alta correlação com o número de flores e estruturas reprodutivas, respectivamente. Verificou-se, também, correspondência entre os métodos. Não houve, na maioria das vezes, correlações significativas entre o potencial, no florescimento e enchimento de grãos, e o rendimento de grãos na maturação. Os métodos estudados constituem ferramentas importantes para o manejo, quando utilizados para comparar o potencial de rendimento durante a ontogenia.

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.

Crack Survey for Fibrous P.C. Concrete Overlay Research in Greene County, Iowa, HR-165, 1979

The three miles of fibrous concrete resurfacing in Greene County, Iowa were placed in September and early October, 1973. It was recognized in advance that cracking and other performance characteristics of the fibrous concrete sections and of the control sections would be major factors in the evaluation of the project. A low level aerial survey was made of the old pavement. During construction of the resurfacing, the aerial survey was checked to insure that cracks in the old pavement were referenced to the 100 ft. station marks placed in the resurfacing. A final report for research project HR-165, based upon overall performance evaluation was published in December 1978.