Quantifying the relationship between temperature regulation in the ear and floret development stage in wheat (Triticum aestivum L.) under heat and drought stress

Thermal imaging is a valuable tool for the elucidation of gas exchange dynamics between a plant and its environment. The presence of stomata in wheat glumes and awns offers an opportunity to assess photosynthetic activity of ears up to and during flowering. The knowledge of spatial and temporal thermodynamics of the wheat ear may provide insight into interactions between floret developmental stage (FDS), temperature depression (TD) and ambient environment, with potential to be used as a high-throughput screening tool for breeders. A controlled environment study was conducted using six spring wheat (Triticum aestivum L.) genotypes of the elite recombinant inbred line Seri/Babax. Average ear temperature (AET) was recorded using a hand held infrared camera and gas exchange was measured by enclosing ears in a custom built cuvette. FDS was monitored and recorded daily throughout the study. Plants were grown in pots and exposed to a combination of two temperature and two water regimes. In the examined wheat lines, TD varied from 0.1°C to 0.6°C according to the level of stress imposed. The results indicated that TD does not occur at FDS F3, the peak of active flowering, but during the preceding stages prior to pollen release and stigma maturity (F1-F2). These findings suggest that ear temperature during the early stages of anthesis, prior to pollen release and full extension of the stigma, are likely to be the most relevant for identifying heat stress tolerant genotypes.

Distribution of gluten proteins in bread wheat (Triticum aestivum) grain

Quantitative and qualitative gradients in gluten protein composition are established during grain development. These gradients may be due to the origin of subaleurone cells, which unlike other starchy endosperm cells derive from the re-differentiation of aleurone cells, but could also result from the action of specific regulatory signals produced by the maternal tissue on specific domains of the gluten protein gene promoters.

Endophytic bacterial community composition in wheat (Triticum aestivum) is determined by plant tissue type, developmental stage and soil nutrient availability

Aims: To understand effects of tissue type, growth stage and soil fertilisers on bacterial endophyte communities of winter wheat (Triticum aestivum cv. Hereward). Methods: Endophytes were isolated from wheat grown under six fertiliser conditions in the long term Broadbalk Experiment at Rothamsted Research, UK. Samples were taken in May and July from root and leaf tissues. Results: Root and leaf communities differed in abundance and composition of endophytes. Endophytes were most abundant in roots and the Proteobacteria were most prevalent. In contrast, Firmicutes and Actinobacteria, the Gram positive phyla, were most prevalent in the leaves. Both fertiliser treatment and sample time influenced abundance and relative proportions of each phylum and genus in the endosphere. A higher density of endophytes was found in the Nil input treatment plants. Conclusions: Robust isolation techniques and stringent controls are critical for accurate recovery of endophytes. The plant tissue type, plant growth stage, and soil fertiliser treatment all contribute to the composition of the endophytic bacterial community in wheat. These results should help facilitate targeted development of endophytes for beneficial applications in agriculture.

Influence of temperature on the composition and polymerization of gluten proteins during grain filling in spring wheat (Triticum aestivum L.)

One Norwegian and one UK spring wheat cultivar, Bjarne and Cadenza, respectively, were grown in climate chambers to investigate the effects of lower to moderate temperatures during grain filling on the gluten quality. Two experiments were carried out with weekly fertilization until anthesis, while post-anthesis fertilization was applied in a third experiment. The proportions of different gluten proteins were affected by temperature in a similar manner for both cultivars when grown without post-anthesis fertilization. However, whereas low temperature strongly decreased %UPP for Cadenza, Bjarne had high %UPP at all temperature regimes. The results indicated that the assembly of glutenin polymers in Bjarne was less sensitive to variation in temperature than in Cadenza. Thus, our results suggested that the temperature influenced the proportion of different gluten proteins in both cultivars, while its effects on the assembly of the glutenin polymers were cultivar dependent. The duration of grain filling was longer at the lower temperatures, and this was associated with increased grain weight. Temperature had little effect on the amount of protein accumulated per grain, thus the proportion of proteins was strongly decreased at lower temperatures. This was to some extent, but not fully counteracted by post-anthesis fertilization.

Genética do acamamento em trigo (Triticum aestivum L.) e a identificação do caráter para seleção

O problema do acamamento em trigo tem chamado a atenção dos melhoristas devido à severidade dos danos causados as plantas com reflexo no rendimento e na qualidade dos grãos. É um caráter difícil de ser estudado diretamente, dados a múltiplas interações com o ambiente. Muitos trabalhos foram desenvolvidos procurando identificar métodos para seleção indireta. A estatura de planta foi exaustivamente estudada por ser um caráter de alta herdabilidade e fortemente correlacionado com o acamamento; entretanto, plantas com estatura abaixo de 70 cm são inadequadas para o cultivo devido a sua pouca competitividade com as ervas daninhas e por apresentarem dificuldades para a colheita mecanizada. Neste sentido, no presente trabalho foram testados os vários caracteres relacionados com o acamamento e métodos indiretos que possibilitem maiores ganhos na seleção. Foi identificado o coeficiente de resistência do colmo, método internacionalmente conhecido com cLr, como sendo a metodologia mais eficiente para seleção indireta em populações segregantes. Foi também mensurada a dissimilaridade genética entre dez cultivares de trigo recomendadas para cultivo no Rio Grande do Sul e Santa Catarina, no ano 2000, e mais os genótipos IAC 5 e TB 951. A genética do caráter cLr foi estudada através da Análise de Gerações, metodologia também conhecida como Teste de Escala Conjunta. Foram avaliadas a natureza e a magnitude dos efeitos gênicos envolvidos o que ficou determinado que a aditividade e dominância atuam de maneira similar. Não foram encontrados efeitos epistáticos e a herdabilidade no sentido restrito foi de mediana a alta. O caráter cLr parece ser controlado por dois genes independentes com dois alelos cada, sendo que o genótipo duplamente recessivo (aabb) expressou fenotipicamente os valores mais altos para resistência ao acamamento.

Interações competitivas de triticale (Triticum turgidosecale) e nabiça (Raphanus raphanistrum) em função da população e proporção de plantas

Este trabalho foi realizado com o objetivo de quantificar as interações competitivas e os índices de competitividade entre plantas de triticale e nabiça. A metodologia utilizada foi a de um experimento em monocultura, que variou de 25 a 500 plantas m-2 para determinar o valor a partir do qual a produção se torna independente do aumento da densidade para cada espécie, e um experimento substitutivo, com população total de 300 plantas m-2 e sete proporções de nabiça: triticale (0:300, 50:250, 100:200, 150:150, 200:100, 250:50 e 300:0), sendo conduzidos em delineamento experimental de blocos casualizados, com cinco repetições. Os resultados foram analisados pelo método convencional de análise de experimentos substitutivos e pelo método da produção recíproca total e por planta. Os índices calculados, a partir da massa seca das plantas, indicaram o triticale como competidor superior à nabiça.

Efeitos de fontes de nitrogênio e de modos de aplicação do adubo fosfatado (32P) sobre a porcentagem de utilização do fósforo do superfosfato simples pelo trigo (Triticum aestivum L.)

No programa de pesquisa a respeito da adubação da cultura de trigo, utilizando isotopos (32P e 15N), o plano do ano 1971/1972 tinha, entre outros objetivos, a finalidade de determinar a porcentagem de aproveitamento do fósforo pelo trigo, em função do modo de aplicação e interação com fontes de nitrogênio. Oexperimento foi instalado em solo pertencente a ordem Ultisol e grande grupo Podzólico Vermelho-Amarelo (Pelotas-RS), contendo 9 ppm de P. Os adubos nitrogenados: sulfato de amônio, uréia e nitrato de amônio, na dose de 120 kg/ha, foram aplicados metade no plantio (ao lado e abaixo das sementes) e metade em cobertura, na fase do perfilhamento. O fósforo radioativo, na forma de superfosfato simples, foi aplicado na dose de 30 kg P2O5/ha de duas maneiras: junto com as sementes ou junto com o adubo nitrogenado aplicado no plantio. Amostras de plantas de trigo foram coletadas entre perfilhamento e espigamento e determinaram-se os pesos de matéria verde e seca, as porcentagens de P total e de P proveniente do fertilizante contidos na matéria seca e a porcentagem de utilização do fósforo aplicado (% UP). Pode-se concluir que a aplicação de nitrogênio é necessário para se obter maio res % UP, mas não há diferenças entre as fontes. Os modos de aplicação do fósforo não diferiram entre si quanto a % UP.

Molecular genetic maps of the group 6 chromosomes of hexaploid wheat (Triticum aestivum L. em. Thell.)

Restriction fragment length polymorphism (RFLP) maps of chromosomes 6A, 6B, and 6D of hexaploid wheat (Triticum aestivum L. em. Thell.) have been produced. They were constructed using a population of F 7-8 recombinant inbred lines derived from a synthetic wheat X bread wheat cross. The maps consist of 74 markers assigned to map positions at a LOD ≥ 3 (29 markers assigned to 6A, 24 to 6B, and 21 to 6D) and 2 markers assigned to 6D ordered at a LOD of 2.7. Another 78 markers were assigned to intervals on the maps. The maps of 6A, 6B, and 6D span 178, 132, and 206 cM, respectively. Twenty-one clones detected orthologous loci in two homoeologues and 3 detected an orthologous locus in each chromosome. Orthologous loci are located at intervals of from 1.5 to 26 cM throughout 70% of the length of the linkage maps. Within this portion of the maps, colinearity (homosequentiality) among the three homoeologues is strongly indicated. The remainder of the linkage maps consists of three segments ranging in length from 47 to 60 cM. Colinearity among these chromosomes and other Triticeae homoeologous group 6 chromosomes is indicated and a consensus RFLP map derived from maps of the homoeologous group 6 chromosomes of hexaploid wheat, tetraploid wheat, Triticum tauschii, and barley is presented.

Glutathione S-transferase activity in acetochlor, atrazine and oxyfluorfen metabolization in maize (Zea mays L.), sorghum (Sorghum bicolor L.) and wheat (Triticum aestivum L.) (Poaceae)

This experiment was conducted to evaluate the acetochlor, atrazine and oxyfluorfen herbicides plant selectivity, in relation to glutathione S-transferase activity (GST) in maize (Zea mays L.), sorghum (Sorghum bicolor L.) and wheat (Triticum aestivum L) (Poaceae) plants. GST activity was detected 24, 48 and 72 hours after treatment applications. The experiment's treatments consisted of spraying plants with water (control), acetochlor (3 L.ha -1), atrazine (4 L.ha -1) and oxyfluorfen (1 L.ha -1). The highest GST activities were observed in presence of acetochlor, mainly at 48 hours after treatment. These increments were 105, 148 and 118% when compared to maize, sorghum and wheat control groups, respectively. It is suggested that the GST may have a role in acetochlor degradation and it may be a reason for this herbicide's selectivity in these crops.

Eficácia do extrato aquoso do Triticum vulgare no tratamento de radiodermatites geradas pelo uso da radioterapia em gatos

The use of ionizing radiation in the treatment of oncological diseases in veterinary medicine has grown in recent years. In general, these animals are very well tolerated by the treatment with radioactive elements; however, the harmful effects that may occur are not always able to be controlled, particularly those relating to skin burns. Then, the purpose of this study was to evaluate the effects of aqueous extract of Triticum vulgare in treat of 10 cats radiodermatitis with squamous cell carcinoma (SCC), which were treated with radiotherapy as single modality treatment. The drug was used topically and daily until complete healing of wounds. Based on the findings, it may concluded beneficial effects of the drug, because it allowed the formation of granulation tissue and epithelization of wounds with epidermal repair not exuberant, good-quality cosmetics and, considering the deleterious effects that can result from cancer treatments.

Avaliação da atividade anti-inflamatória intestinal do extrato das folhas jovens de Triticum aestivum L. obtido por cultivo em Casa de Vegetação: subtitulo

O uso disseminado do suco de folhas jovens de trigo (Triticum aestivum L.) para diversos fins terapêuticos foi proposto por Dra. Ann Wigmore há mais de 40 anos nos Estados Unidos e popularizado de tal forma que é utilizado para o tratamento alternativo de doenças autoimunes e gastrointestinais, dentre outras. Baseado nessas informações populares, o presente estudo teve como objetivo avaliar a composição química e a atividade anti-inflamatória intestinal do extrato aquoso de folhas jovens de trigo na fase aguda do modelo experimental de doença inflamatória intestinal induzida por TNBS (ácido trinitrobenzenosulfônico) em ratos. Os animais foram tratados durante cinco dias antes da indução do processo inflamatório, sendo testadas as doses de 100, 50, 25 e 5 mg/Kg e azatioprina como droga de referência. Após 48 horas da indução do processo inflamatório, os animais foram mortos e seus cólons extraídos para a realização dos estudos macroscópicos e bioquímicos. Paralelamente foi realizado um estudo para a caracterização da composição química do extrato, através de testes para a determinação das principais classes de substâncias presentes, bem como o doseamento de compostos fenólicos e atividade sequestradora de radicais livres. O estudo demonstrou que o extrato aquoso de folhas jovens de trigo a 5 mg/Kg apresentou uma tendência em melhorar os parâmetros macroscópicos e bioquímicos avaliados, porém sem diferenças estatísticas. A caracterização fitoquímica do extrato mostrou que o suco de trigo é uma fonte importante de compostos antioxidantes, os quais podem estar relacionados com a melhora no processo inflamatório colônico

Preliminary report of epiphytic and endophytic colonization of black oat (Avena strigosa) and wheat (Triticum aestivum) by Curtobacterium flaccumfaciens pv. flaccumfaciens in Brazil

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Studio di caratteri correlati a stress idrico in una collezione di cultivar di frumento duro (Triticum durum Desf.)

L’agricoltura si trova ad affrontare una diminuzione della disponibilità d’acqua ed una crescente domanda della produzione di cereali per scopi alimentari. Sono perciò necessarie strategie di coltivazione innovative per migliorare la produttività e nuovi genotipi migliorati nell'efficienza dell’uso delle risorse in condizioni di siccità. Questi rappresentano gli obietti principali del progetto “DROPS” (Drought tolerant yielding Plants) all’interno del quale ha avuto luogo il mio progetto di Dottorato. La mia attività di ricerca è stata svolta come segue: 1. Caratterizzazione molecolare di un panel di188 accessioni di frumento duro con marcatori SSR e DaRT; 2. Esperimenti in serra su 100 accessioni del panel per valutare la Water-Use Efficiency (WUE) in sei repliche secondo un Alpha Lattice design; 3. Prove sul campo, effettuate secondo un Alpha Lattice design, in due stagioni di crescita: a. 2010/11, valutazione di 100 accessioni presso l’Azienda sperimentale dell'Università di Cadriano (BO); b. 2011/12, valutazione del panel completo in 3 ambienti, con due diversi regimi irrigui In entrambi gli anni, abbiamo valutato caratteri agronomici correlati con il ciclo di sviluppo, la resa di granella e sue componenti, nonché diversi fattori ambientali e del suolo. Per quanto riguarda WUE, abbiamo trovato differenze altamente significative tra accessioni; inoltre, cinque accessioni hanno mostrato elevati valori di WUE e cinque accessioni valori molto bassi di WUE in tutte e sei le repliche. Gli esperimenti di campo nelle stagioni 2011 e 2012 hanno evidenziato differenze altamente significative tra le accessioni del panel per la maggior parte dei caratteri analizzati, confermando inoltre che il panel di fiorisce entro una settimana. L'esperimento del secondo anno ci ha permesso osservare un significativa interazione Genotipo X Ambiente. Questi risultati saranno integrati con ulteriori analisi QTL, per identificare regioni cromosomiche coinvolte nel controllo genetico dei caratteri di interesse e verificare la stabilità dei QTL in diversi ambienti.