Herança da estatura de planta e do comprimento da panícula principal no cruzamento entre Avena Sativa L. e Avena Sterilis L.

A espécie selvagem Avena sterilis L. tem sido amplamente utilizada para cruzamento com aveia cultivada, pela alta afinidade existente entre ambas, o que possibilita um aumento na variabilidade genética e transferência de genes de importância agronômica. Entretanto, caracteres indesejáveis, como a alta estatura e um maior comprimento de panícula, podem ser transferidos à progênie. Nesse sentido, com o objetivo de avaliar a variabilidade genética, bem como a herança em cruzamentos entre Avena sativa L. e Avena sterilis L., foram mensurados os caracteres estatura de planta e comprimento da panícula principal. As variâncias fenotípicas e genéticas foram altas e as variâncias de ambiente foram baixas, proporcionando uma alta herdabilidade no sentido amplo. O efeito gênico de aditividade foi o mais importante para explicar a variação genética em ambos os caracteres.

Interacción genotipo-ambiente en avena sativa l: utilizando los modelos AMMI y factorial de correspondencias

El objetivo fue (i) determinar la presencia de interacción genotipo-ambiente (IGA) en la producción forrajera de avena (Avena sativa L.) de genotipos tolerantes y no tolerantes a Schizaphis graminum empleando un número bajo de ambientes en la provincia de Buenos Aires (Argentina) mediante los modelos de efectos principales aditivos e interacción multiplicativa (AMMI) y análisis factorial de correspondencias (AFC) y (ii) comparar los resultados obtenidos por ambos métodos. Los ensayos se condujeron en La Dulce (Argentina) y La Plata (Argentina) (1993, 1994 y 1995). Se evaluaron 12 genotipos (comerciales y líneas avanzadas) en 12 ambientes (combinación de localidad, años y cortes). Los factores ambiente, genotipo e interacción explicaron un 41,15% (p<0,001), 7,88% (p<0,05) y 36,36% (p<0,001) de la suma de cuadrados del total respectivamente. El modelo AMMI mostró los tres primeros ejes del análisis de componentes principales (ACP) altamente significativos (p<0,001), explicando un 57,99%, 29,03% y 6,27% de la suma de cuadrados de la interacción respectivamente. Las tres primeros ejes del AFC explicaron un 58,98%, 29,58% y 5,60% de dicha suma de cuadrados, respectivamente. El uso conjunto de ambos métodos surge como una herramienta muy útil para reflejar y caracterizar la existencia de interacción genotipo-ambiente en avena.

Caracterização química de cultivares de aveia (Avena sativa l)

O presente trabalho teve por objetivo caracterizar quimicamente quatro cultivares de aveia (Avena sativa, L.): UPF-15, UPF-16, CTC-03 e UFRGS-14, recentemente selecionados pelo programa de melhoramento genético de aveia no sul do Brasil. A caracterização química foi realizada através das seguintes determinações: composição centesimal, composição mineral, composição em aminoácidos e em ácidos graxos. Os quatro cultivares estudados apresentaram altos teores de proteína (13,95 a 16,52%) e lipídios (6,33 a 7,50%). Os teores médios de fibra alimentar solúvel e insolúvel também foram relativamente altos nestes cultivares, 4,76 e 6,36% e, conseqüentemente, o teor de amido foi relativamente baixo (53,26% em média). A composição em aminoácidos foi adequada e semelhante ao padrão teórico da FAO, sendo a lisina o primeiro aminoácido limitante, seguido da treonina. Os cultivares apresentaram altas concentrações de ácidos graxos insaturados, sendo que o linoléico, oléico e palmítico representaram 96% do total. Embora não tenham sido observadas grandes diferenças entre os cultivares estudados, observa-se que o UFRGS-14 se destaca principalmente pelo teor mais elevado de proteína.

CONCENTRAÇÃO DE b -GLUCANAS NAS DIFERENTES ETAPAS DO PROCESSAMENTO DA AVEIA (Avena sativa L.)

As b-glucanas são fibras solúveis presentes em grande quantidade na aveia e têm importante ação na redução do colesterol sangüíneo em indivíduos com hipercolesterolemia, entre outras propriedades. Pouco se conhece em relação a este polímero em produtos brasileiros. Além disso, para ser consumida, a aveia passa por várias etapas de processamento, que poderiam alterar seu conteúdo de b-glucanas. Este trabalho avaliou a concentração de b-glucanas no cultivar de aveia IAC 7 e seus produtos, para verificar se existe alteração no teor desta fibra no decorrer do processamento. O farelo apresentou o maior teor de b-glucanas (9,51± 2,08%), diferindo estatisticamente dos demais produtos (P&lt;0.05). A farinha apresentou os menores teores, com média de 3,74± 0,90%. Não houve diferença estatística entre o conteúdo de b-glucanas dos demais produtos avaliados (aveia descascada, tostada, cortada, flocos inteiros, flocos e flocos finos), indicando que o processamento não tem influência no teor desta fibra no produto final..

Avaliação dos teores de fibra alimentar e de beta-glicanas em cultivares de aveia (Avena sativa L)

A fibra alimentar é composta por celulose, hemiceluloses, gomas, pectinas e mucilagens sendo classificada em solúvel e insolúvel, quanto a sua solubilidade em água. As beta-glicanas são componentes da fibra alimentar solúvel presentes na aveia e sua importância é devido às propriedades funcionais e aos efeitos hipocolesterolêmicos e hipoglicêmicos apresentados. O presente trabalho tem como objetivo avaliar os teores de fibra alimentar solúvel, insolúvel e total e de beta-glicanas de cultivares de aveia recomendados pela Comissão Brasileira de Pesquisa de Aveia. Grãos de aveia (Avena sativa, L) foram descascados, as cariopses moídas e as amostras acondicionadas e armazenadas à temperatura de -20° C. Para a análise de fibra alimentar foi adotada a metodologia da AOAC (1997). Entre os cultivares analisados, UPF 7, UPF 13, UPF 14 e UPF 16 apresentaram os maiores teores de fibra alimentar insolúvel. Os maiores teores de fibra alimentar solúvel foram verificados nos cultivares UFRGS 7, CTC 13, UPF 16 e CTC 2. O cultivar UPF 16 apresentou o maior teor de fibra alimentar total, seguido de UFRGS 7, CTC 13 e UFRGS 18. Para a determinação de beta-glicanas foi adotada a metodologia da AOAC (1997). Os maiores teores de beta-glicanas foram verificados nos cultivares UFRGS 7, UPF 14 e UFRGS 18.

Caracterização química de cariopses de aveia (Avena sativa L) da cultivar UPF 18

O presente trabalho teve por objetivo caracterizar quimicamente uma nova cultivar de aveia, a UPF 18, recomendada pela Comissão Brasileira de Pesquisa de Aveia. Grãos de aveia da safra agrícola de 1999 foram descascados, as cariopses moídas em granulometria inferior a 0,250mm e a farinha avaliada quanto à composição centesimal, composição em aminoácidos, composição em ácidos graxos, índice de solubilidade de nitrogênio, digestibilidade da proteína in vitro, escore químico e energia metabolizável. A cultivar estudada apresentou alto teor de proteínas (15,07%). Os teores de fibra alimentar solúvel e insolúvel foram relativamente altos (5,59 e 7,73%), respectivamente, e, conseqüentemente, o teor de amido foi baixo (41,00%). A composição em aminoácidos foi semelhante ao padrão teórico da FAO, sendo a lisina o primeiro aminoácido limitante. A cultivar apresentou altas concentrações de ácidos graxos insaturados, onde o linoléico, oléico e palmítico representam 96,06% do total. A digestibilidade da proteína in vitro foi de 98,86%, o escore químico de 52,20%, o índice de solubilidade de nitrogênio de 20,24% e a energia metabolizável foi de 326,56kcal/ 100g.

Efeito do tratamento de sementes e da profundidade de semeadura no desenvolvimento de plantas de aveia-branca (Avena sativa L.) e a microflora da rizosfera e do rizoplano

O estado do Paraná é um dos maiores produtores nacionais de grãos de aveia-branca (Avena sativa L.), com expressivo aumento na área cultivada a cada ano. O presente estudo foi realizado no município de Londrina, PR, onde foram desenvolvidos ensaios de laboratório e campo. O objetivo foi avaliar o efeito do tratamento de sementes e a profundidade de semeadura, na emergência das plântulas, no desenvolvimento das plantas, na população de microrganismos da rizosfera e rizoplano da área de desenvolvimento das plantas e na produção de grãos de aveia. As sementes de aveia-branca, cultivar OR-11, foram semeadas nas profundidades de 3cm, 5cm e 8cm. Foram utilizados os seguintes fungicidas nas doses (g.i.a./100kg de sementes), carboxim+thiram (93,7g+93,7g), thiram (210g) e triadimenol (50g) e o produto biológico kodiak C (Bacillus subtilis) (60g). Os tratamentos com os fungicidas e o produto biológico, controlaram os fungos presentes nas sementes, como: Fusarium avenae, Colletotrichum graminicola e Helminthosporium avenae e melhoram o desenvolvimento das plantas e a microbiota do solo, sendo esse variável com a profundidade de semeadura e o tratamento.

Efeito do retardamento da colheita sobre a qualidade fisiológica de sementes de aveia-branca (Avena sativa L.)

Com o objetivo de avaliar o efeito do atraso da colheita na qualidade fisiológica de sementes de quatro cultivares de aveia-branca (Avena sativa L.), foi instalado um experimento no Centro Agropecuário da Palma CAP/UFPel, no ano agrícola 1999/2000. Utilizou-se uma combinação fatorial de quatro cultivares (CTC 5, UPF 18, UFRGS 15 e UFRGS 19) e sete épocas de colheita, em delineamento experimental blocos completos casualizados, com três repetições. As colheitas iniciaram quando as panículas estavam com a umidade em torno de 30% (maturação fisiológica) e as demais colheitas a intervalos regulares de sete dias. Avaliou-se os teores de umidade, rendimento de sementes, percentagem de germinação, teste de envelhecimento acelerado, primeira contagem do teste de envelhecimento acelerado, índice de velocidade de germinação, peso de mil sementes, teor de proteína e rendimento industrial, em cada época de colheita. A umidade das sementes decresceu acentuadamente até 14 dias após a maturação fisiológica, em todas as cultivares. O retardamento da colheita ocasionou uma redução do rendimento de sementes de 30kg/ha por dia de atraso, a partir da maturação fisiológica. Não se verificou efeito do retardamento da colheita na percentagem de germinação, índice de velocidade de emergência, peso de mil sementes, rendi-mento industrial e teor de proteína. O vigor das sementes de aveia-branca, medido pelos testes de envelhecimento acelerado e de primeira contagem, diminui a medida que a colheita foi atrasada.

Genética e mapeamento molecular da resistência parcial à ferrugem da folha da aveia (Avena sativa L.)

A ferrugem da folha é a moléstia de maior importância econômica para a cultura da aveia e a resistência qualitativa, geralmente utilizada para o seu controle, apresenta pouca durabilidade. A utilização de resistência parcial, caracterizada pelo progresso lento da moléstia, tem sido reconhecida como alternativa para obtenção de genótipos com resistência mais durável. Os objetivos deste trabalho foram determinar o progresso da ferrugem, o controle genético da resistência, e identificar marcadores moleculares associados a essa resistência, em várias gerações e anos. Populações F2, F3, F4, F5 e F6 do cruzamento UFRGS7/UFRGS910906 (sucetível/parcialmente resistente) (1998, 1999 e 2000) e F2 do cruzamento UFRGS7/UFRGS922003 (1998), foram avaliadas a campo quanto à porcentagem de área foliar infectada, para determinar a área sob a curva do progresso da doença (ASCPD). Mapeamento molecular, com marcadores AFLP (amplified fragment length polymorphism), foi realizado em F2 e F6, do primeiro cruzamento, identificando marcadores associados à resistência quantitativa (“quantitative resistance loci” ou QRLs). Resultados de três anos evidenciaram alta influência do ambiente na expressão da resistência, apresentando, entretanto, variabilidade genética para resistência parcial nas populações segregantes. A distribuição de freqüências do caráter ASCPD nas linhas recombinantes F5 e F6 foi contínua, indicando a presença de vários genes de pequeno efeito em seu controle. Estimativas de herdabilidade variaram de moderada a alta. O mapa molecular F2 foi construído com 250 marcadores, em 37 grupos de ligação, e o mapa F6 com 86 marcadores em 17 grupos de ligação. Cinco QRLs foram identificados na F2 e três na F6. O QRL identificado na F6, pelo marcador PaaMtt340 apresentou consistência em dois ambientes.

Herança genética e mapeamento molecular da tolerância à toxidade do alumínio em aveia (Avena sativa L.)

A toxicidade do alumínio é um fator limitante para a obtenção de maior produtividade na cultura da aveia (Avena sativa L.). O desenvolvimento de genótipos tolerantes a altos níveis de toxidez ao alumínio é uma alternativa mais barata e viável para o cultivo em solos com subsolo ácidos. Os objetivos deste estudo foram avaliar genótipos de aveia quanto à reação ao alumínio tóxico em três soluções nutritivas, bem como, determinar a ação gênica, o número de genes, a herdabilidade do caráter e identificar marcadores moleculares associados a tolerância ao alumínio tóxico em genótipos de aveia. Oito genótipos foram avaliados em soluções nutritivas quanto à tolerância ao alumínio tóxico. A utilização de solução nutritiva foi eficiente para a discriminação dos genótipos de aveia quanto à tolerância ao alumínio. Os genótipos apresentaram variabilidade, sendo classificados como tolerantes, intermediários e sensíveis. A ação gênica aditiva foi a de maior importância, tanto na análise de média de gerações de oito cruzamentos, quanto na análise de um dialélico parcial envolvendo quatro genótipos. Em oito cruzamentos para determinação do número de genes envolvidos no caráter, através da análise do recrescimento da raiz principal de plantas em solução nutritiva, a segregação foi de apenas um gene com alelos múltiplos, sendo dois para tolerância (A1 e A2) e um para sensibilidade (a). A herdabilidade da característica foi alta, evidenciando que este caráter pode ser selecionado em programas de melhoramento, nas gerações iniciais. Na análise por microssatélites e AFLP, considerando as condições avaliadas, não foram identificados marcadores moleculares associados ao caráter.

Seleção recorrente para rendimento de grãos em aveia (Avena sativa L.) : identificação do tipo de unidade experimental para a avaliação, da geração de seleção e da variabilidade dos genitores

Seleção recorrente é um método indicado para o melhoramento de características quantitativas, como rendimento de grãos em aveia. Consiste em selecionar e recombinar de forma cíclica genótipos superiores de uma população geneticamente variável. Sua implantação depende do estabelecimento de uma estratégia que permita a condução das atividades inerentes ao método de forma compatível com a estrutura física e de mão-de-obra do programa. Este trabalho teve como objetivos investigar a possibilidade do uso de uma unidade experimental de tamanho reduzido para a condução das avaliações e seleção, indicar a geração de autofecundação a ser submetida à seleção e caracterizar a variabilidade dos genitores de uma população sintetizada pelo cruzamento dialélico de dez genótipos de aveia . Dados de três anos de ensaios mostram que unidades experimentais constituídas de uma única linha de três metros de comprimento reproduzem as classificações dos genótipos obtidas em parcelas de tamanho padrão para ciclo, estatura e rendimento de grãos. No entanto, o uso posterior de linhas como unidade experimental em ensaios que ocuparam uma área muito extensa, demonstrou que a variação de ambiente reduziu muito a eficiência da seleção. A avaliação da base genética para rendimento de grãos de aveia indica uma forte determinação de efeitos não aditivos. Nesta situação, a seleção em gerações mais avançadas de homozigose são mais adequadas. Porém, a seleção em geração F4 não apresentou vantagens sobre a realizada em F2 devido a grande variação de ambiente relacionada ao tamanho da área necessária para a condução dos ensaios. A estrutura da variabilidade fenotípica dos genitores confirma o caráter complementar dos genótipos em relação às características agronômicas e de adaptação pretendidas na população..

Estabelecimento de pyrenophora avenae Ito & Kurib, em grãos de aveia (Avena sativa L.) em formação sob condições de campo

O aumento da área de cultivo da aveia branca no Brasil, principalmente em plantio direto, tem ocasionado o aumento na intensidade da mancha foliar e do grão causada por Pyrenophora avenae. Por ser um patógeno necrotrófico, é extremamente dependente dos restos culturais da aveia para sobreviver entre uma estação de cultivo e outra. Assim, a suscetibilidade do hospedeiro, a presença de inóculo do patógeno e condições ambientais favoráveis tem sido as principais causas da ocorrência freqüente de epidemias no sul do Brasil. O objetivo deste trabalho foi identificar a fase do desenvolvimento das sementes que é mais suscetível para o estabelecimento do fungo e correlacioná-la com a quantidade de inóculo produzida nas folhas basais mortas. Sob condições de campo, panículas de aveia foram expostas ao inóculo por determinados períodos de tempo desde a sua emergência, em diferentes condições de temperatura e precipitação pluviométrica. As sementes em formação, expostas ao inóculo durante o estágio de grão leitoso e massa mole, apresentaram as maiores incidências do patógeno. A temperatura e a quantidade de chuva do período de observação não influenciaram a porcentagem de sementes infectadas pelo patógeno. No entanto, condições ambientais como temperaturas altas, acumulo de chuvas e ocorrência de outras moléstias, anteciparam a senescência das folhas basais das plantas de aveia, favorecendo uma maior produção de conídios pelo patógeno. O uso de cultivares que ofereçam resistência ou escape das sementes à infecção, a rotação de culturas e a aplicação de fungicidas no momento correto, são algumas medidas que podem ser adotadas para minimizar os prejuízos provocados por esse patógeno.

Caracterização biológica e molecular da interação de Drechslera avenae (Eidam) Sharif com cultivares e linhagens de aveia (Avena sativa L.)

A helmintosporiose, incitada por Drechslera avenae (teleomorfo, Pyrenophora avenae), constitui fator limitante à produção e à qualidade do grão de aveia (Avena sativa L). A caracterização biológica e molecular da interação aveia - D. avenae pode contribuir para o manejo e a determinação de estratégias de controle da doença. Para a caracterização biológica, foram avaliadas trinta cultivares de aveia quanto à percentagem de área foliar com sintomas da doença e o tipo de lesão, inicialmente sob condições de inoculação artificial com três isolados do fungo e, após, no campo, sob condições naturais de infecção. Os resultados demonstraram haver interações significativas entre os genótipos da planta e isolados do patógeno. Classificaram-se como mais resistentes ao fungo OR 4, UFRGS 7, UFRGS 14, UFRGS 18 e UPF 19. Para a caracterização molecular da interação, cinco genótipos (CTC 5, ORLA 975, preta-comum, UFRGS 18 e UPF 17), não inoculados e inoculados com dois isolados do fungo, foram investigados para a análise de expressão diferencial de genes após 12, 24 e 72 horas após a inoculação. A partir do RNA total extraído das plantas submetidas aos tratamentos, realizaram-se a síntese de cDNA (RT-PCR), o isolamento de cDNAs expressados diferencialmente e a produção de sondas para a verificação de mRNAs induzidos, os quais foram hibridizados por meio de “Southern blot” e “Reverse Northern”. Foram observadas diferenças na expressão de genes, em nível de mRNA, entre plantas sadias e infectadas, tendo-se obtido sete fragmentos de cDNAs relacionados à interação com D. avenae, os quais foram comparados quanto a sua similaridade com seqüências depositadas no banco de dados do Genbank. Pela análise de “Reverse Northern”, pôde-se identificar um cDNA denominado E3-IFCO, relacionado com a resposta de defesa da planta.

Estratégias de avaliação e herança da tolerância ao alumínio tóxico em linhagens recombinantes de aveia (Avena sativa L.)

Genótipos de aveia variam quanto à tolerância ao alumínio no solo. Uma maneira fácil, rápida e eficiente de identificar a tolerância ao alumínio é através do uso de solução nutritiva, em laboratório. Os objetivos deste estudo foram ajustar a metodologia de avaliação da tolerância ao alumínio, avaliar linhagens recombinantes quanto à tolerância ao alumínio em laboratório e a campo e estimar o número de genes que controlam o caráter, identificar marcadores morfológicos associados com a tolerância ao alumínio e avaliar os efeitos do gene de tolerância ao alumínio sobre caracteres de importância agronômica. Os ajustes na metodologia foram realizados envolvendo genótipos de aveia e trigo com resposta conhecida ao alumínio tóxico. Uma população de 333 linhagens recombinantes nas gerações F5:6 e F5:7 provenientes do cruzamento entre os genitores UFRGS 930598-6 (sensível) e UFRGS 17 (tolerante) foi avaliada em solução nutritiva. O número de genes que controlam a tolerância ao alumínio foi estimado pela distribuição de freqüência do recrescimento médio da raiz principal. Uma amostra de 22 linhagens recombinantes sensível e tolerante ao alumínio tóxico foi avaliada no campo, com alta concentração de alumínio no solo. A associação e o efeito do gene de tolerância ao alumínio com outros caracteres agronômicos foram realizados a campo em solo livre de alumínio. A técnica de avaliação da tolerância ao alumínio permitiu a discriminação mais eficiente dos genótipos após os ajustes realizados. A tolerância ao alumínio em aveia é governada por um gene de grande efeito, sendo que os genótipos tolerantes possuem os alelos AlaAla e os genótipos sensíveis os alelos alaala. A avaliação da tolerância ao alumínio em laboratório foi confirmada a campo. O caráter tolerância ao alumínio não apresenta alta associação com outros caracteres agronômicos. A presença do gene de tolerância ao alumínio não está associada a efeitos negativos em caracteres de importância agronômica.

Variabilidade, herdabilidade e regiões genômicas associadas à expressão da resistência parcial à ferrugem da folha em aveia (Avena sativa L.) avaliada em parcelas

As condições ambientais do subtrópico brasileiro favorecem o desenvolvimento da ferrugem da folha da aveia de maneira que a severidade torna-se alta e extremamente danosa. O desenvolvimento de variedades com resistência parcial (RP), tem sido sugerido como uma estratégia para tornar a efetividade da resistência à ferrugem da folha mais durável. Este trabalho teve por objetivos determinar a variabilidade, quantificar a herdabilidade e identificar as regiões genômicas (QTLs) associadas à expressão da RP, em linhagens do cruzamento UFRGS 7 x UFRGS910906, avaliadas na média de parcelas. Oitenta e três linhagens F6:7 e F6:8 e os genitores UFRGS 7 (suscetibilidade) e UFRGS 910906 (parcialmente resistente) foram avaliados, em 2002 e 2003, quanto à severidade da ferrugem da folha da aveia no decorrer do ciclo da cultura, em parcelas experimentais. A partir desses dados, foi calculada a área sob a curva do progresso da doença (ASCPD), a severidade máxima (SM) e o tempo em dias para atingir 12,5% da SM (T12,5). O rendimento de grãos (REND) e o peso de hectolitro (PH) das linhagens com RP foram comparados nos tratamentos com e sem fungicida. Uma análise por intervalo simples foi utilizada para identificar em mapa molecular F6, anteriormente desenvolvido, QTLs associados à ASCPD, SM e T12,5. A população de UFRGS 7 X UFRGS 910906 apresentou variabilidade para os parâmetros da RP, com as linhas 211, 238, 241, 243 e 245 apresentando os menores valores de ASCPD, SM e T12,5, nos dois anos. As estimativas de herdabilidade de ASCPD (0,87), SM (0,86), T12,5 (0,76), REND (0,99) e PH (0,64) foram altas. Seis QTLs foram identificados para as características ASCPD, SM e T12,5, avaliadas com base em parcelas experimentais, nos dois anos de estudo. Os resultados permitem concluir que a avaliação em parcelas da RP à ferrugem da folha de UFRGS 910906 é efetiva na distinção de genótipos resistentes. O nível de RP conferido por UFRGS 910906 não fornece proteção suficiente para manter o rendimento e qualidade de grãos, na presença de alta severidade da moléstia. A RP de UFRGS 910906 apresenta um QTL identificado pelo marcador AFLP PaaMtt340 com consistência de expressão em diferentes ambientes, capaz de ser detectado na avaliação de parcelas experimentais e com potencial para ser explorado através do uso de seleção assistida por marcadores moleculares em programas de melhoramento de aveia.