Isoenzymatic variation in the germplasm of Brazilian races of maize (Zea mays L.)

Existem mais de 200 raças de milho (Zea mays L.), as quais são divididas em três grupos (raças comerciais antigas, raças comerciais recentes e raças indígenas). As raças indígenas, embora não tenham valor comercial, possuem muitas características importantes que podem ser utilizadas em programas de melhoramento de milho. A maior parte do germoplasma brasileiro das raças de milho indígena foi coletada, no mínimo, 40 anos atrás e nada é conhecido sobre a variabilidade presente neste germoplasma. Quinze populações de 4 raças indígenas de milho (Caingang, Entrelaçado, Lenha e Moroti) e 5 cultivares indígenas foram analisados utilizando-se 5 sistemas isoenzimáticos codificados por 14 locos. A análise revelou um baixo nível de variabilidade entre as amostras estudadas. O número médio de alelos/loco foi três, com 64,3% de locos polimórficos e uma heterozigosidade média esperada de 0,352. Por população, a média de número de alelos por loco polimórfico foi 1,6, em média 47,5% dos locos foram polimórficos e a heterozigosidade média foi 0,195. A distância genética média entre as populações foi 0,821 e a proporção da variabilidade genética, que é atribuída ao componente entre populações (Gst), foi 0,156. Os dados sugerem que um efeito de fundador poderia explicar a baixa variabilidade detectada.

Estimativa de parâmetros genéticos de caracteres da planta e da qualidade do grão em uma população de milho opaco (Zea mays)

Uma população de milho denominada ESALQ-VD-opaco foi utilizada no presente trabalho para se estimar parâmetros genéticos e fenotípicos associados a caracteres de produtividade, altura da planta e da espiga, % triptofano e % triptofano na proteína. Um total de 364 progenies de meios irmãos foram avaliadas em látices com duas repetições. As estimativas das variâncias genéticas aditivas para produção de grãos (s²A= 333,44 g/pl), altura da planta (s²A= 187,85) e altura da espiga (s²A = 122,08) indicam a existência de suficiente variabilidade genética no material. Para os caracteres de qualidade do grão, detectou-se também suficiente variabilidade aditiva, permitindo obter progressos genéticos com a seleção. Estimativas de correlações genéticas entre produção de grãos e altura de planta e da espiga, foram de baixa magnitude favorecendo a seleção para produtividade sem alterar significativamente altura da planta e da espiga. As correlações genéticas entre produção de grãos e caracteres para qualidade protéica foram positiva para proteína (rA = 0,303), negativa para triptofano (rA = -0,178) e negativa para triptofano na proteína (rA = -0,568). Verificou-se também uma correlação negativa entre % proteína e % triptofano na proteína (rA = -0,591). A população mostra que selecionando-se para produtividade haverá uma redução na qualidade da proteína, contudo existe suficiente variabilidade genética presente que permite melhorar o valor nutricional da semente sem prejuízo para a produtividade de grãos.

Interação entre herbicida e inseticida sobre o milho-pipoca (Zea mays), as plantas daninhas e a lagarta-do-cartucho

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da mistura de herbicidas nicosulfuron + atrazine e o inseticida chlorpirifos sobre o cultivar de milho-pipoca UFVM2, as plantas daninhas e a lagarta-do-cartucho. Utilizou-se o delineamento experimental de blocos completos ao acaso, em esquema fatorial (5x2)+3, com quatro repetições. O primeiro fator foi constituído pelas doses de nicosulfuron (0, 10, 20, 30 e 40 g ha-1) + atrazine (1.200 g ha-1) + óleo mineral (900 g ha-1) e o segundo pelas doses do inseticida chlorpirifos (0 e 240 g ha-1). Foram avaliados três tratamentos adicionais: duas testemunhas, com e sem capina, ambas sem inseticida, e uma testemunha com capina e com inseticida. Não se observou interação significativa entre doses de nicosulfuron e do chlorpirifos no controle da lagarta-do-cartucho. A mistura no tanque formada pelo chlorpirifos com os herbicidas promoveu intoxicação às plantas de milho-pipoca, principalmente nas maiores doses do nicosulfuron (20, 30 e 40 g ha-1). O chlorpirifos não interferiu na eficiência de controle de plantas daninhas pelos herbicidas nem no estande final, no número de espigas por planta, no rendimento e na capacidade de expansão dos grãos de milho-pipoca.

Análise da variabilidade genética em genótipos de milho crioulo (Zea mays ssp. mays)

O milho é uma das principais espécies cultivadas no mundo, e tem importância fundamental na alimentação de animais e humanos. Além disso, é considerado um dos cereais com maior variabilidade genética entre os cultivados, a qual é expressa nas diversas variedades crioulas existentes. Entretanto, para que toda esta variabilidade genética possa ser utilizada pelo melhoramento genético, é imprescindível o conhecimento do potencial genético destas raças. Dessa forma, os objetivos deste trabalho foram caracterizar diversas variedades crioulas de milho provenientes do sul do Brasil a nível fenotípico, molecular e citogenético e, com base nestes resultados, estimar a distância genética existente entre eles. Os marcadores moleculares utilizados neste trabalho foram microssatélites e AFLP. As análises morfológicas e moleculares demonstraram a existência de variação genética entre os genótipos avaliados, possibilitando o agrupamento de acordo com a distância genética existente entre eles. As análises citogenéticas indicaram a presença de poucas anormalidades nos grãos de pólen, as quais não comprometem o potencial reprodutivo dos genótipos. Estas informações podem contribuir significativamente com os programas de melhoramento que se dedicam a lançar genótipos com maior potencial agronômico.

Capacidade combinatória de linhagens S4 de milho super-doce (Zea mays L.), portadoras do gene shrunken-2

Pós-graduação em Agronomia (Agricultura) - FCA

Avaliação de híbridos simples braquíticos de milho super doce (Zea mays L.) portadores do gene shrunken-2 (sh2sh2) utilizando o esquema dialélico parcial

Pós-graduação em Agronomia (Agricultura) - FCA

Estudo comparativo do acúmulo de massa seca e macronutrientes por plantas de Zea mays e Ipomoea hederifolia

Foram realizados dois experimentos em casa de vegetação com o objetivo de estudar o acúmulo e a distribuição de massa seca e macronutrientes em milho e Ipomoea hederifolia. Plantas das duas espécies foram cultivadas, separadamente, em vasos com substrato de areia e irrigação com solução nutritiva. Os tratamentos foram representados pelas épocas de amostragem, realizada a intervalos de 14 dias, iniciando 21 dias após a emergência (DAE). Uma planta de milho apresentou crescimento lento até 30 DAE, quando a alocação de massa seca foi maior em raízes e folhas (80%), e uma planta de I. hederifolia, até 50 DAE, quando a alocação de massa seca foi maior em ramos e folhas (79%). O acúmulo máximo de massa seca foi quase cinco vezes maior em milho (134 g por planta) comparado a I. hederifolia (29 g por planta). Em média, os teores de N e K foram maiores em plantas de I. hederifolia. Os acúmulos máximos de macronutrientes pelo milho foram de 1.431, 474, 1.832, 594, 340 e 143 mg por planta, e por I. hederifolia, de 727, 52, 810, 350, 148 e 65 mg por planta, para N, P, K, Ca, Mg e S, respectivamente. A taxa de acúmulo médio diário de massa seca e macronutrientes pelas plantas de milho foi crescente até 87 DAE, atingindo o máximo aos 103 DAE, enquanto para as plantas de I. hederifolia foi crescente até 121 DAE, atingindo o máximo aos 138 DAE. Assim, além da interferência na colheita, uma população de I. hederifolia também pode competir por nutrientes com a cultura do milho.

Análise do perfil eletroforético de proteínas citoplasmáticas para verificação do processo de desintoxicação do herbicida mesotrione em plantas de Zea mays

As plantas tolerantes a herbicidas apresentam rotas bioquímicas eficientes na desintoxicação dessas moléculas no interior da célula, e muitas enzimas citoplasmáticas participam desse processo. No presente trabalho, o perfil eletroforético de proteínas citoplasmáticas foi avaliado em folhas, caules e raízes de plantas de milho, durante o processo de desintoxicação, após tratamento com o herbicida mesotrione. Aos 15 dias após o plantio, foram aplicados 192 gramas por hectare (g ha-1) do mesotrione, em pós-emergência; três e sete dias após a aplicação (DAA), foram coletados os tecidos para a realização de fracionamento celular e isolamento das proteínas solúveis do citoplasma. A atividade fotossintética foi analisada como marcador fisiológico do nível de fitointoxicação em diferentes estádios (1, 2, 3, 5 e 7 DAA). Enquanto a fotossíntese foi inibida nos primeiros 3 DAA, não se observou alteração significativa a partir do quinto dia. Medidas biométricas foram realizadas aos 7 DAA, não apresentando diferenças significativas. A análise dos perfis eletroforéticos das proteínas citoplasmáticas indicou maior expressão proteica em regiões de baixa massa molecular (~ de 21 a 65 kDa) nos tecidos de folhas e caules aos 3 DAA do mesotrione. Contudo, aos sete dias observou-se recuperação de perfis semelhantes aos tecidos de plantas não tratadas com o herbicida. Nas raízes, houve redução na biossíntese de proteínas sob tratamento com herbicida, tanto aos 3 quanto aos 7 DAA. Os resultados sugerem que as alterações do perfil eletroforético das proteínas citoplasmáticas das plantas de milho refletem bem o estádio de desintoxicação de seus tecidos e que, mesmo após o processo haver se estabelecido na parte aérea, as raízes continuaram a apresentar alterações, que indicam um processo mais prolongado de desintoxicação do mesotrione sobre o sistema radicular.

Purificação de amilases de malte de Zea mays

Neste trabalho realizou-se a purificação das enzimas α e β-amilases de malte de milho combinando os processos de adsorção em leito expandido com o fracionamento por etanol. Alimentaram-se 5 mL de uma solução a 2% de malte de milho em tampão fosfato 0,05 M a pH 5 em uma coluna contendo as resinas de troca iônica Amberlite IRA 410, em leito fixo de 4 cm fluidizado para 8 cm. A eluição foi promovida com NaCl 0,25M com 14 mL/minuto de vazão descendente e o material eluído foi fracionado com álcool etílico nas concentrações de 40-70%, 50-80% e 60-90% (v/v) a 20 e 30 ºC. A recuperação da atividade e o fator de purificação foram de 95% e 23 vezes, respectivamente, na primeira etapa. A melhor condição de fracionamento das enzimas foi apresentada a 50-80% de álcool e 20 ºC, e o fator de purificação ficou acima de 100 vezes.

Avaliação dos parâmetros genéticos em progênies de meio-irmãos de uma sub-população de milho composto Flint para resistência à lagarta-da-espiga Helicoverpa zea (Bod.)

Foram estudadas 100 progênies de meio-irmãos de uma sub-população de milho (Zea mays L.) Composto Flint com o objetivo de avaliar a resistência de genótipos à lagarta-da-espiga Helicoverpa zea (Bod.). Foram obtidos os valores de danos médios da lagarta-da-espiga de 1,14 cm de comprimento na espiga determinado pela escala de Widstrom e coeficiente de variação experimental (CVE) de 23,4%. Dos parâmetros genéticos avaliados, a estimativa de herdabilidade (h²) foi de 6%, variância genética (VG) de 0,0015 cm² e variância fenotípica (VF) de 0,025 cm² para danos de H. zea. No entanto, o comprimento da ponta da bráctea e compactação da bráctea alcançaram resultados de herdabilidade de 75% e 72% respectivamente. Essa sub-população de milho apresenta variabilidade genética suficiente para utilização em programas de melhoramento, sendo que a resistência à lagarta-da-espiga pode ser obtida através da melhoria dos caracteres morfológicos diretamente relacionados à praga, como a compactação e comprimento da bráctea.

Estudo comparativo do acúmulo de massa seca e macronutrientes por plantas de Zea mays e Ipomoea hederifolia

Two experiments were carried out under greenhouse conditions to study the accumulation and distribution of dry mass and macronutrients in maize and Ipomoea hederifolia. Plants of both species had grown, separately, in pots with sand substrate and irrigation with nutrient solution. Treatments were represented by the times of evaluation, realized in intervals of 14 days, starting at 21 days after emergence (DAE). A maize plant showed slight growth up to 30 DAE, when dry mass allocation was higher in roots and leaves (80%); while an I. hederifolia plant, up to 50 DAE, when the allocation of dry mass was higher in offshoots and leaves (79). Dry mass accumulation was almost five times greater in maize (134 g per plant) than in I. hederifolia (29 g per plant). The average values of N and K contents were greater in I. hederifolia. Maximum accumulations of macronutrients by maize were 1,431; 474; 1,832; 594; 340, and 143 mg per plant, while by I. hederifolia, 727; 52; 810; 350; 148, and 65 mg per plant, for N, P, K, Ca, Mg, and S, respectively. Mean accumulation rate of dry mass and macronutrients by maize plants was crescent up to 87 DAE, reaching the maximum value at 103 DAE; while being crescent up to 121 DAE by I. hederifolia plants, reaching the maximum value at 138 DAE. Thus, beyond the interference on harvesting process, a population of I. hederifolia also can compete with maize crop for nutrients.

Selection of inbred maize (Zea mays L.) progenies by topcrosses conducted in contrasting environments.

2016

Comparative Study Of Transgenic And Non-transgenic Maize (zea Mays) Flours Commercialized In Brazil, Focussing On Proteomic Analyses.

Genetically modified foods are a major concern around the world due to the lack of information concerning their safety and health effects. This work evaluates differences, at the proteomic level, between two types of crop samples: transgenic (MON810 event with the Cry1Ab gene, which confers resistance to insects) and non-transgenic maize flour commercialized in Brazil. The 2-D DIGE technique revealed 99 differentially expressed spots, which were collected in 2-D PAGE gels and identified via mass spectrometry (nESI-QTOF MS/MS). The abundance of protein differences between the transgenic and non-transgenic samples could arise from genetic modification or as a result of an environmental influence pertaining to the commercial sample. The major functional category of proteins identified was related to disease/defense and, although differences were observed between samples, no toxins or allergenic proteins were found.

Evaluating responses of maize (Zea mays L.) to soil physical conditions using a boundary line approach

The functional relation between the decline in the rate of a physiological process and the magnitude of a stress related to soil physical conditions is an important tool for uses as diverse as assessment of the stress-related sensitivity of different plant cultivars and characterization of soil structure. Two of the most pervasive sources of stress are soil resistance to root penetration (SR) and matric potential (psi). However, the assessment of these sources of stress on physiological processes in different soils can be complicated by other sources of stress and by the strong relation between SR and psi in a soil. A multivariate boundary line approach was assessed as a means of reducing these cornplications. The effects of SR and psi stress conditions on plant responses were examined under growth chamber conditions. Maize plants (Zea mays L.) were grown in soils at different water contents and having different structures arising from variation in texture, organic carbon content and soil compaction. Measurements of carbon exchange (CE), leaf transpiration (ILT), plant transpiration (PT), leaf area (LA), leaf + shoot dry weight (LSDW), root total length (RTL), root surface area (RSA) and root dry weight (RDW) were determined after plants reached the 12-leaf stage. The LT, PT and LA were described as a function of SR and psi with a double S-shaped function using the multivariate boundary line approach. The CE and LSDW were described by the combination of an S-shaped function for SR and a linear function for psi. The root parameters were described by a single S-shaped function for SR. The sensitivity to SR and psi depended on the plant parameter. Values of PT, LA and LSDW were most sensitive to SR. Among those parameters exhibiting a significant response to psi, PT was most sensitive. The boundary line approach was found to be a useful tool to describe the functional relation between the decline in the rate of a physiological process and the magnitude of a stress related to soil physical conditions. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

Improved methods for predicting individual leaf area and leaf senescence in maize (Zea mays)

The ability to predict leaf area and leaf area index is crucial in crop simulation models that predict crop growth and yield. Previous studies have shown existing methods of predicting leaf area to be inadequate when applied to a broad range of cultivars with different numbers of leaves. The objectives of the study were to (i) develop generalised methods of modelling individual and total plant leaf area, and leaf senescence, that do not require constants that are specific to environments and/or genotypes, (ii) re-examine the base, optimum, and maximum temperatures for calculation of thermal time for leaf senescence, and (iii) assess the method of calculation of individual leaf area from leaf length and leaf width in experimental work. Five cultivars of maize differing widely in maturity and adaptation were planted in October 1994 in south-eastern Queensland, and grown under non-limiting conditions of water and plant nutrient supplies. Additional data for maize plants with low total leaf number (12-17) grown at Katumani Research Centre, Kenya, were included to extend the range in the total leaf number per plant. The equation for the modified (slightly skewed) bell curve could be generalised for modelling individual leaf area, as all coefficients in it were related to total leaf number. Use of coefficients for individual genotypes can be avoided, and individual and total plant leaf area can be calculated from total leaf number. A single, logistic equation, relying on maximum plant leaf area and thermal time from emergence, was developed to predict leaf senescence. The base, optimum, and maximum temperatures for calculation of thermal time for leaf senescence were 8, 34, and 40 degrees C, and apply for the whole crop-cycle when used in modelling of leaf senescence. Thus, the modelling of leaf production and senescence is simplified, improved, and generalised. Consequently, the modelling of leaf area index (LAI) and variables that rely on LAI will be improved. For experimental purposes, we found that the calculation of leaf area from leaf length and leaf width remains appropriate, though the relationship differed slightly from previously published equations.