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.

Efeito do cozimento por extrusão na estabilidade oxidativa de produtos de moagem de aveia

O objetivo do presente trabalho foi estudar os efeitos de umidade e de temperatura de extrusão na estabilidade oxidativa de produtos de aveia (Avena sativa L.). Cariopses de aveia foram moídas em moinho de rolos Brabender e obtidas frações de granulometrias superior e inferior a 532 mim. A fração de granulometria superior a 532 mm, de alto teor de proteínas, lipídios e fibra alimentar, foi condicionada na umidade desejada (15,5-25,5%) e extrusada em extrusor de laboratório Brabender monorosca. As condições usadas na extrusão foram taxa de compressão de 3:1, rotação de 100 rpm, matriz de 6 mm de diâmetro e temperaturas entre 77,6 e 162,4°C nas 2ª e 3ª zonas e de 80°C na 1ª zona. O material extrusado foi seco em estufa, moído, acondicionado em sacos de plástico e utilizado periodicamente nas determinações de peróxidos e de n-hexanal. O óleo da fração estudada apresentou quantidade relativamente alta de ácidos graxos insaturados (79,47%), sendo linoléico o principal representante. Independentemente do conteúdo inicial de umidade, todos os produtos extrusados em temperaturas inferiores a 120°C apresentaram baixa rancidez oxidativa, ou seja, essas temperaturas se mostraram adequadas ao processamento de aveia.

The effect of cover crop and crop rotation on soil water storage and on sorghum yield

Crop rotation and cover crop can be important means for enhancing crop yield in rainfed areas such as the lower Coastal Bend Region of Texas, USA. A trial was conducted in 1995 as part of a long-term cropping experiment (7 years) to investigate the effect of oat (Avena sativa L.) cover and rotation on soil water storage and yield of sorghum (Sorghum bicolor L.). The trial design was a RCB in a split-plot arrangement with four replicates. Rotation sequences were the main plots and oat cover crop the subplots. Cover crop reduced sorghum grain yield. This effect was attributed to a reduced concentration of available soil N and less soil water storage under this treatment. By delaying cover termination, the residue with a high C/N acted as an N sink through competition and/or immobilization instead of an N source to sorghum plants. Crop rotation had a significantly positive effect on sorghum yield and this effect was attributed to a significantly larger amount of N concentration under these rotation sequences.

Severidade da ferrugem-da-folha e seus efeitos sobre caracteres da panícula de aveia

A ferrugem-da-folha (Puccinia coronata f.sp. avenae) foi quantificada em quatro populações F3 de aveia (Avena sativa L.) com o objetivo de estudar a severidade dessa moléstia e seus efeitos sobre seis caracteres da panícula. As populações utilizadas foram UFRGS 881920 x UFRGS 7, UFRGS 881920 x UFRGS 14, UFRGS 15 x UFRGS 7 e UFRGS 15 x UFRGS 14, sendo os genótipos UFRGS 881920 e UFRGS 15 resistentes à moléstia e os demais suscetíveis. A ferrugem-da-folha foi quantificada na época do florescimento, e próximo à maturação foram colhidas, em cada população, 10 plantas ao acaso por nota de ferrugem nas quais foram feitas as seguintes determinações: número de panículas, peso médio de panículas, número de grãos por planta e por panícula, peso de grãos e peso de mil grãos. A variabilidade em relação à severidade da ferrugem-da-folha foi analisada mediante a distribuição de freqüências das notas em cada população. A avaliação dos efeitos da moléstia sobre os caracteres da panícula foi feita pela análise de variância, análise de regressão polinomial e correlações fenotípicas. Os resultados obtidos demonstram haver ampla variação com respeito à severidade da moléstia nas populações estudadas, e os caracteres mais afetados foram o peso médio de panículas e o peso de mil grãos.

Avaliação de cultivares de alfafa e estimativas de repetibilidade de caracteres forrageiros

O objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho de 42 cultivares de alfafa (Medicago sativa L.) e estimar o coeficiente de repetibilidade das características produção de matéria seca, teor de proteína bruta na folha e no caule e tolerância a doenças, avaliadas no período das águas (outubro a março) e da seca (abril a setembro), em seis cortes. Observou-se variabilidade significativa entre as cultivares quanto à produção de matéria seca e ao teor de proteína bruta na folha, em ambas as estações. No tocante a teor de proteína bruta no caule e tolerância a doenças, a variabilidade foi manifestada apenas no período da seca. As cultivares de melhor desempenho, para a maioria das características avaliadas, foram Crioula e Cibola. Em geral, o coeficiente de repetibilidade apresentou estimativas de baixa magnitude (inferior a 0,4). Quanto à produção de matéria seca, constatou-se a existência de comportamento similar das cultivares avaliadas nos dois períodos estudados, coeficiente de repetibilidade variando de 0,3195 a 0,4270, determinação genotípica em torno de 65%, e possibilidade de se atingir a predição do valor real por meio de sete a nove cortes.

Characterization for plant height and flowering date in the biological species oat

The use of wild oat races in artificial hybridization with cultivated oat (Avena sativa L.) has been used as a way of increasing the variability. This work aimed to identify the variability for plant height and flowering date of groups of cultivated oat genotypes, wild introductions of A. fatua L. and segregating populations of natural crosses between A. sativa and A. fatua. Wide genetic variability was observed for both traits in the groups and between them. The wild group of A. fatua L. showed high plants with early maturity, but in the segregating group there was reduced plant height and early maturity. The wild introductions of A. fatua L. studied in this work can be used in oat breeding programs to increase genetic variability by transferring specific characters into the cultivated germ plasm.

Radiation and energy balance of lettuce culture inside a polyethylene greenhouse

The objective of this paper was to describe the radiation and energy balance, during the lettuce (Lactuca sativa, L. cv. Verônica) crop cycle inside a polyethylene greenhouse. The radiation and energy balance was made inside a tunnel greenhouse with polyethylene cover (100 mum) and in an external area, both areas with 35 m². Global, reflected and net radiation, soil heat flux and air temperature (dry and humid) were measured during the crop cycle. A Datalogger, which operated at 1 Hz frequency, storing 5 minutes averages was utilized. The global (Kl>¯) and reflected (Kl>­) radiations showed that the average transmission of global radiation (Kl>¯in / Kl>¯ex) was almost constant, near to 79.59%, while the average ratio of reflected radiation (Kl>­in / Kl>­ex) was 69.21% with 8.47% standard-deviation. The normalized curves of short-wave net radiation, in relation to the global radiation (K*/ Kl>¯), found for both environments, were almost constant at the beginning of cycle; this relation decreased in the final stage of culture. The normalized relation (Rn/ Kl>¯) was bigger in the external area, about 12%, when the green culture covered the soil surface. The long-wave radiation balance average (L*) was bigger outside, about 50%. The energy balance, estimated in terms of vertical fluxes, showed that, for the external area, in average, 83.07% of total net radiation was converted in latent heat evaporation (LE), and 18% in soil heat flux (G), and 9.96% in sensible heat (H), while inside of the greenhouse, 58.71% of total net radiation was converted in LE, 42.68% in H, and 28.79% in G.

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.

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.

Progresso genético no melhoramento da aveia-branca no Sul do Brasil

As cultivares de aveia-branca (Avena sativa L.) cultivadas no sul do Brasil até princípios da década de 80 eram provenientes do Uruguai e da Argentina, apresentando problemas de adaptação ao ambiente de cultivo. A partir dos anos 70, programas de melhoramento começaram a produzir suas próprias populações segregantes, possibilitando o lançamento em escala comercial de cerca de 35 cultivares. Com o objetivo de estimar o progresso genético nos programas de melhoramento de aveia-branca do sul do Brasil, foi realizado um experimento envolvendo 15 cultivares lançadas em diferentes épocas, em dois locais, com quatro diferentes condições de manejo. Os resultados obtidos indicaram progresso genético linear para os caracteres ciclo vegetativo, rendimento de grãos, peso de grão e peso do hectolitro; a inexistência de efeitos quadráticos significativos sugeriram a possibilidade de ganhos posteriores a partir da seleção de novos genótipos. Os programas de melhoramento genético de aveia-branca do sul do Brasil, embora ainda não tenham atingido o patamar máximo, têm sido eficientes em produzir novas cultivares com maiores rendimento e qualidade de grãos e com caracteres agronômicos superiores.

Variabilidade genética e herança da tolerância à toxicidade do alumínio em aveia

Vinte e um genótipos de aveia (Avena sativa L.) do programa de melhoramento da Universidade Federal do Rio Grande do Sul foram avaliados quanto à reação ao alumínio (Al) tóxico em solução nutritiva. Os níveis de Al testados foram 5, 10, 15, 20 e 30 g kJ-1, e o recrescimento da raiz foi medido depois de 48 horas sob a ação do metal. A variabilidade fenotípica foi observada a partir de 10 g kJ-1; em 20 g kJ-1 foram discriminados genótipos tolerantes e sensíveis. As bases genéticas da tolerância ao Al foram estudadas nas gerações P1, P2, F1 e F2, em nove cruzamentos entre genótipos tolerantes x sensíveis. Foi observado nas populações segregantes que a tolerância foi condicionada por um gene, de efeito dominante. A herdabilidade no sentido amplo foi moderada a elevada, permitindo que a seleção de indivíduos homozigotos tolerantes possa ser realizada em gerações precoces, acompanhada de teste de progênie. Por ser um método de relativa facilidade e rapidez, a seleção de germoplasma tolerante ao Al pode ser parte integrante da rotina dos programas de melhoramento de aveia.

Carbon isotope discrimination and yield of upland rice as affected by drought at flowering

Field experiments involving upland rice genotypes, sown in various dates in late season, were carried out to assess the relationship of carbon isotope discrimination with grain yield and drought resistance. In each one of the three years, one trial was kept under good water availability, while other suffered water shortage for a period of 18-23 days, encompassing panicle emergence and flowering. Drought stress reduced carbon isotope discrimination measured on soluble sugars (deltas) extracted from stem uppermost internode at the end of the imposition period, but had relatively less effect on bulk dry matter of leaves, sampled at the same period, or that of uppermost internodes and grains, sampled at harvest. The drought-induced reduction in deltas was accompanied of reduced spikelet fertility and grain yield. In the three trials subjected to drought, genotypes with the highest yield and spikelet fertility had the lowest deltas. However, this relationship was weak and it was concluded that deltas is not a sufficiently reliable indicator of rice drought resistance to be useful as a screening test in breeding programs. On the other hand, grain yield and spikelet fertility of genotypes which were the soonest to reach 50% flowering within the drought imposition period, were the least adversely affected by drought. Then, timing of drought in relation to panicle emergence and to flowering appeared to be a more important cause of yield variation among genotypes than variation in deltas.

Crescimento da cultura principal e da soca de genótipos de arroz irrigado por inundação

Com o objetivo de identificar e avaliar as características fisiológicas que se correlacionam com o rendimento de grãos da cultura principal e da soca para estabelecer critérios de seleção de genótipos de arroz irrigado por inundação com maior capacidade produtiva de grãos, foi conduzido um experimento em solo Gley Pouco Húmico. O delineamento experimental usado foi o de blocos balanceados em grupos, com quatro repetições, onde os grupos consistiram nos ciclos e, as parcelas, dos genótipos em cada ciclo. Na soca, os genótipos de ciclo médio apresentaram maiores valores de matéria seca total da parte aérea e de folha que os de ciclo curto e, na cultura principal, além desses parâmetros, foram superiores na matéria seca de raiz, densidade radicular, índice e duração de área foliar. Os valores de razão de área foliar, área foliar específica e razão de peso de folha da cultura principal foram mais elevados aos 20 dias após a emergência das plântulas e declinaram ao longo do ciclo. Foram realizadas correlações entre as variáveis estudadas e entre estas e o rendimento de grãos da cultura principal e da soca. Os índices fisiológicos da cultura principal correlacionaram-se com o rendimento de grãos, não apresentando, contudo, correlação significativa com o rendimento de grãos da soca.

Resposta de arroz de terras altas à correção de acidez em solo de cerrado

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do pH do solo sobre a produção, seus componentes e sobre a absorção de nutrientes por três cultivares/linhagens de arroz de terras altas em um Latossolo Vermelho-Escuro, textura franco-argiloso de cerrado. O experimento foi conduzido sob condições de casa de vegetação, na Embrapa-Centro Nacional de Pesquisa de Arroz e Feijão, em Santo Antônio de Goiás, GO. Os níveis de pH criados, pela aplicação de calcário, foram: 4,6, 5,7, 6,2, 6,4, 6,6 e 6,8. Testaram-se as cultivares/linhagens de arroz de terras altas CNA 7460, Araguaia e CNA 7449. A produção de matéria seca e de grãos, os componentes de produção e a absorção de nutrientes foram significativamente influenciados pelo pH do solo. A faixa com pH adequado para a produção e para os componentes de produção variou entre 5 e 5,4. Da mesma maneira, para absorção de nutrientes, a variação foi de 4,6 a 5,5, indicando que as cultivaresde arroz de terras altas avaliadas são bastante tolerantes à acidez do solo, produzindo satisfatoriamente sob pH entre 5 e 5,5.