ABSTRACT Rice (Oryza sativa) is among the most important crops worldwide; however, rice crops demand high water consumption. Future projections indicate reduced water availability and severe drought events, which may affect rice crops as the cereal is highly sensitive to drought stress. Thus, cultivars with lower water demand for irrigation or drought escape capacities are among the strategies to address this issue. This study aimed to assess five mutant rice genotypes in terms of growth cycle length, other agronomic interest traits, and drought response in the reproductive stage. The mutant genotypes evaluated showed a shortening of the growth cycle compared to the original cultivar, BRS Pampeira, representing a drought escape strategy. In addition, mutations did not negatively affect plant height and crop yield. However, similar to the original cultivar, mutants are not tolerant to water deficit in the reproductive stage. The genotypes evaluated have potential to be released as early cycle cultivars, which can reduce water demand during the harvest season while presenting a drought escape strategy. Oryza sativa worldwide however consumption events stress Thus issue length traits stage cultivar Pampeira strategy addition yield However

Abstract There is a worldwide concern about a possible narrowing of the genetic base of most crops, as e.g. that of rice (Oryza sativa L.), as a result of the modern breeding practices. Thus, the purpose of this study was to investigate this phenomenon in the germplasm of elite paddy rice in southern Brazil, including frequently used accessions in crosses. The panel consisted of 91 accessions. Data of morphological traits, SNP markers and mineral content of husked and polished grain were analyzed by hierarchical clustering and principal component analysis. The SNP markers and hierarchical clustering proved most appropriate to assess the genetic variability. A narrowing of the genetic base of rice was confirmed, although a certain level of genetic variability was still found in the germplasm of elite paddy rice in south Brazilian rice, particularly for grain mineral content.

ABSTRACT Improvement of quality-related traits of grains is a constant concern in white oat breeding programs, which challenges breeders to understand their dynamics. The performance of different genetic combinations must be thoroughly evaluated to make high nutritional quality cultivars available. This study aimed to estimate the heterosis on F1 and F2 generations, vigor loss, due to inbreeding, and correlation between the grain chemical components to understand the dynamics of these traits, considering two segregating oat progenies. The populations Albasul × UPF 15 (population 1) and IAC 7 × UFRGS 19 (population 2) were developed. Both populations showed transgressive segregant individuals. The combination Albasul × UPF 15 provided significant heterosis for traits β-glucan total and soluble fiber contents, while the population obtained by crossing IAC 7 × UFRGS 19 generated significant gain by heterosis for total fiber, insoluble fibers and non-structural carbohydrate contents. Considering the F2 average for each population, one can observe that population 1 presents higher β-glucan and lipid contents than population 2. On the other hand, population 2 has higher protein content than population 1. In both populations, the non-structural carbohydrate content is strongly and negatively correlated whith protein, total and insoluble fibers. Correlations between total fibers and lipids and between total fibers and insoluble fibers were both positive and high in both populations.

ABSTRACT O incremento do potencial produtivo nas novas variedades de arroz (Oryza sativa L.) tem sido um dos principais desafios para o melhoramento genético. A geração de mutantes, seguida da sua caracterização, constitui-se em uma ótima possibilidade para isolar e selecionar genes e genótipos que apresentem caracteres agronômicos de interesse. Este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito do mutagênico químico etilmetanossulfonato (EMS) sobre caracteres agronômicos em 340 famílias M3 de arroz, derivadas da cultivar BRS Querência. As sementes de cada família e da testemunha BRS Querência foram semeadas a campo e posteriormente avaliadas para os caracteres comprimento da panícula principal, peso da panícula principal, massa de grãos da panícula principal, largura da folha bandeira e estatura de planta. Os dados foram submetidos à análise de variância (p ≤ 0,05), e a comparação entre as médias foi realizada pelo teste de Dunnett a 5% de significância. Os resultados obtidos mostram que existe variabilidade genética entre as famílias mutantes de arroz e que a indução de mutação com EMS a 1,5% é eficiente na geração de mutantes de arroz para todos os caracteres avaliados. Dentre esses, a estatura das plantas foi a mais afetada pelo agente mutagênico, o qual proporcionou o incremento do caráter. Para o caráter comprimento da panícula principal, sete famílias obtiveram médias superiores à testemunha; já para os caracteres peso e massa de grãos da panícula principal, foram observadas quatro e seis famílias mutantes, respectivamente, com desempenho superior ao da testemunha.

ABSTRACT The increase of yield potential in new rice (Oryza sativa L.) varieties has been a major challenge for genetic improvement. The generation of mutants, followed by their characterization, constitutes a great possibility to isolate and select genes and genotypes that present agronomic traits of interest. This study aimed to evaluate the effect of chemical mutagen ethyl methane sulphonate (EMS) on agronomic traits in 340 M3 families of rice derived from BRS Querência cultivar. Seeds from each family and the original genotype BRS Querência were sown in the experimental field, and the characters main panicle length, main panicle weight, main panicle grain weight, flag leaf width and plant height were evaluated. Data were subjected to analysis of variance (p ≤ 0.05), and a comparison of means was carried out by Dunnett's test at 5% significance. The results show that there is genetic variability among the mutant families, suggesting that the mutagen EMS at 1.5% is effective for generating mutants for all assessed traits. Among the characters, plant height was the most affected by the mutagen, which provided an increase in the character. For the main panicle length character, seven families showed means above the control; for main panicle weight and grain weight, four and six mutant families were observed, respectively, with a superior performance in comparison to the control.

A aveia branca é uma excelente opção como cultura de inverno em sistemas de sucessão de culturas. A decomposição do material orgânico, mantido na superfície do solo no plantio direto, associado a condições de má drenagem ou umidade excessiva, acentua a formação de ácidos orgânicos. Dentre estes, os ácidos acéticos e butírico apresentam grande potencial fitotóxico. O objetivo do trabalho foi avaliar o efeito dos ácidos acético e butírico na germinação e no desenvolvimento inicial de plântulas de diferentes cultivares de aveia branca. O experimento foi conduzido em blocos completamente casualizados, onde sementes das cultivares Afrodite, Albasul, Brisasul, FAEM 06, IAC 7, URS 21 e URS Taura foram embebidas em quatro doses de ácido acético (0, 4, 8 e 12 mM) e butírico (0, 3, 6 e 9 mM). As sementes foram mantidas em câmera de germinação por dez dias. Foram avaliados os caracteres comprimento da parte aérea (CPA), comprimento de raiz (CR) e a porcentagem de germinação (% GER). O ácido butírico demonstrou-se mais fitotóxico que o ácido acético, sendo o desenvolvimento das raízes mais afetado que a parte aérea. As cultivares IAC 7 e Brisasul demonstraram-se mais sensíveis e as cultivares URS Taura e Afrodite demonstraram-se menos afetadas pelos ácidos orgânicos em estudo. Sem a adição de ácidos e na dose de 12 mM de ácido acético, verificou-se a correlação entre % GER e CR. Existe grande variabilidade entre as cultivares estudadas, em resposta aos ácidos acético e butírico.

The white oat is an excellent winter cropchoice in crop succession systems. The decomposition of organic matter sustained on the soil surface in no tillage conditions associated with poor drainage or excessive moisture increase the formation of organic acids. Among these, acetic and butyric acids have great phytotoxic potential. The objective of this study was to evaluate the effect of acetic and butyric acids on germination and early seedling development of different oat cultivars. The experiment was conducted in a completely randomized block design, where seeds of cultivars Afrodite, Albasul, Brisasul, FAEM 06, IAC 7, URS 21 and URS Taura, were subjected to four doses of acetic (0, 4, 8 and 12 mM ) and butyric ( 0, 3, 6 and 9 mM)acid. The seeds were kept in germination chamber for ten days. The characters evaluated wereshoot length (CPA), root length (CR), and the percentage of germination (% GER). The toxicity of butyric acid was higher than acetic acid, damaging root development more than shoot length. Cultivars IAC 7 and Brisasul were sensitive and cultivars URS Taura and Afrodite were tolerant tothe organic acids studied. In control and 12 mM acetic acid, there was a correlation between CR and % GER. There is great variation among cultivars in response to acetic and butyric acids.

Solos do tipo hidromórfico apresentam uma reduzida capacidade de drenagem, sendo utilizados principalmente para cultivo de arroz irrigado. Esta condição favorece o desenvolvimento de microrganismos anaeróbios que produzem substâncias fitotóxicas. O objetivo do trabalho foi avaliar a resposta de 25 genótipos de arroz ao ácido butírico, um composto produzido em solos de deficiente drenagem e alto teor de matéria orgânica. O trabalho foi executado em sistema de hidroponia com 4 doses do ácido e o delineamento utilizado foi blocos casualizados com 3 repetições em um esquema fatorial. As variáveis mensuradas foram comprimento de raízes (CR) e de parte aérea (CPA), número de raízes (NR) e matéria seca de raízes (MSR) e parte aérea (MSPA). Foram procedidas análise de variância, desempenho relativo e ajuste de regressões. Os efeitos para genótipos e doses de ácido butírico foram todos significativos. Apenas os efeitos de interação entre doses x genótipos para as variáveis CR e MSR revelaram significância. A variável CR foi a mais afetada pelo ácido e as regressões estabelecidas para essa variável revelaram 9 genótipos tolerantes e 16 sensíveis ao efeito fitototoxico do ácido butírico. Genótipos desenvolvidos para sistema de irrigação por inundação se mostraram mais tolerantes ao ácido.

Hydromorphic soils have low drainage capacity and are used mainly for growing irrigated rice.. This condition favors the development of anaerobic microorganisms that produce phytotoxic substances. The objective of this work was to evaluate the response of 25 rice genotypes to butyric acid, a phytotoxic compound produced in low-drainage soils with high organic matter content. This work was performed by hydroponics with four acid doses as treatments using a random block design with three replications. The variables measured were root (CR) and shoot (CPA) length, number of roots (NR) and root (MSR) and shoot (MSPA) dry matter. Analysis of variance, relative performance and regression fitting were performed. Significance for genotype and dose was found for all variables. Significance for the interaction (genotype vs. dose) was found only for CR and MSR. The variable CR was the most influenced by the acid and the regression established for these variables revealed nine tolerant and 16 sensitive genotypes. Genotypes developed for irrigated systems were more tolerant.

A ocorrência de condições anaeróbias nos solos hidromórficos favorece o desenvolvimento de microrganismos anaeróbios que produzem substâncias fitotóxicas representadas principalmente pelos ácidos orgânicos. A seleção de constituições genéticas de aveia (Avena sativa L.) promissoras para utilização nestas situações requer avaliações de difícil execução no campo, tornando a utilização de sistemas hidropônicos mais vantajosa. O objetivo deste trabalho foi ajustar uma metodologia para ser utilizada em estudos de tolerância a ácidos orgânicos em aveia através de sistemas hidropônicos. Para tal fim foi determinada uma forma adequada de promover a germinação das sementes de maneira a reduzir os efeitos do estabelecimento inicial das plântulas na hidroponia, uma faixa de concentração ideal para discriminação dos genótipos e as variáveis de maior interesse para avaliação. O sistema de germinação mais eficiente é através de "papel de germinação plissado" com sementes pequenas e descascadas. A faixa de concentração mais adequada para estudos de tolerância a ácidos orgânicos em aveia está entre 2,3 e 6,2 mM e a variável mais indicada é comprimento de raízes.

The occurrence of anaerobic conditions in hydromorphic soils favors the development of anaerobic microorganisms that produce phytotoxic substances representing primarily by organic acids. The selection of promising oat (Avena sativa L.) genotypes for use in those situations requires field evaluations that can be cumbersome, making hydroponics a viable alternative. The objective of this work was to adjust a methodology to use in studies of tolerance to organic acids in oat under hydroponic systems. For such goal, the best germination system was determined in order to reduce the seedling initial establishment effects under hydroponics, the ideal concentration for screening genotypes and the best variable for stress evaluation. It was found that the most efficient germination system was "pleated germination paper" with small and husked seeds. The best concentration for studying organic acid tolerance ranged from 2.3 to 6.2 mM and the most suitable variable for the evaluation was root length.

A ocorrência de condições anaeróbias nos solos hidromórficos, associada com a presença de matéria orgânica favorece o desenvolvimento de microrganismos anaeróbios que produzem substâncias fitotóxicas, principalmente ácidos orgânicos de cadeia curta. O objetivo do trabalho foi avaliar a resposta de 20 genótipos de aveia (Avena sativa L.) aos ácidos acético, propiônico e butírico. O trabalho foi executado em sistema de hidroponia com três doses (0; 3 e 6 mM) da mistura dos três ácidos na relação 6:3:1 respectivamente. O delineamento utilizado foi em blocos casualizados com três repetições em esquema fatorial. As variáveis mensuradas foram: comprimento de raízes (CR) e parte aérea (CPA), número de raízes (NR) e matéria seca de raízes (MSR) e parte aérea (MSPA). Foram procedidas análise de variância e ajustes de regressão. Os efeitos de interação entre doses x genótipos para as variáveis CR e MSR revelaram significância e as regressões estabelecidas para estas variáveis, revelaram dois genótipos com estabilidade de crescimento radicular (OR-3 e FAPA-5) e três com estabilidade de acúmulo de matéria seca (OR-3, UFRGS-17 e UPF-15) frente ao estresse por ácidos orgânicos. A caracterização destes genótipos à ação fitotóxica dos ácidos orgânicos é importante fonte de recursos aos programas de melhoramento genético que visem obter genótipos com elevada capacidade produtiva, em solos de várzea do Sul do Brasil sob plantio direto ou cultivo mínimo.

The association of anaerobic conditions with high organic matter content in hydromorphic soils favors the development of anaerobic microorganisms that produce phytotoxic substances, especially short chain organic acids. The objective of this investigation was to evaluate the response of 20 oat (Avena sativa L.) genotypes to the exposure of acetic, propionic and butyric acids in hydroponic system. Three doses (0; 3 and 6 mM) of a mixture of the three acids at a 6:3:1 ratio, respectively were tested. The experimental design was randomized blocks with three replications on a factorial scheme. Measured variables were root (CR) shoot (CPA) length, root number (NR), root (MSR) and shoot (MSPA) dry matter. Variance analyses and regression fitness were performed. The effects of the interaction between doses and genotypes were significant for the variables CR and MSR. The regression curves indicated two genotypes (OR-3 e FAPA-5) with stable root growth and three (OR-3, UFRGS-17 e UPF-15) with stable dry matter accumulation under organic acid stresses. The characterization of these genotypes regarding organic acid phytotoxic action is an important resource for breeding programs aiming at to develop high yielding cultivars for no-tillage or minimal tillage systems in hydromorphic soils of southern Brazil.

O objetivo do trabalho foi avaliar a germinação de 12 genótipos de arroz submetidos ao estresse por ácido acético, composto fitotóxico produzido em solos com drenagem deficiente e alto teor de matéria orgânica. Foram realizados os testes de primeira contagem da germinação (PCG) e germinação (G) dos genótipos submetidos às concentrações de 0mM, 4mM, 8mM e 12mM de ácido acético. As sementes de cada genótipo foram colocadas em papel germitest, os quais foram embebidos com as soluções-tratamento e acondicionados em sacos individuais. A germinação foi executada em câmara a 25°C e as contagens realizadas aos sete (PCG) e aos 14 dias (G). O delineamento experimental utilizado foi fatorial inteiramente casualizado, com quatro repetições de 50 sementes por genótipo. As regressões estabelecidas para as variáveis revelaram três genótipos com estabilidade de germinação frente ao estresse por ácido acético.

The objective of this research was to evaluate the germination of 12 rice genotypes under acetic acid stress, a phytotoxic compound produced in low drainage soils with high organic matter content. The tests were conducted with the first count of germination (PCG) and germination (G) of the genotypes subjected to 0mM, 4mM, 8mM and 12mM acetic acid concentrations. The seed of each genotype was placed in germitest paper that was embedded with treatment solutions and packaged in individual bags. The germination was performed at 25°C and the counts were carried out at 7 (PCG) and 14 days (G). A factorial random block design was performed with four replications of 50 seeds per genotype. The regressions set for the variables showed three genotypes with germination stability under acetic acid stress.

A ocorrência de condições anaeróbias nos solos hidromórficos, associada com a presença de matéria orgânica favorece o desenvolvimento de microrganismos anaeróbios que produzem substâncias fitotóxicas, principalmente ácidos orgânicos de cadeia curta. A seleção de constituições genéticas de arroz promissoras para utilização nestas situações requer avaliações de difícil execução em campo, sendo simplificada pela utilização de sistemas hidropônicos. O objetivo deste trabalho foi determinar a faixa de concentração e as respostas mais apropriadas para serem utilizadas em seleção de genótipos de arroz para tolerância a ácidos orgânicos em sistemas hidropônicos. Foram estudados os efeitos de seis concentrações dos três principais ácidos formados no solo: ácido acético (0; 4; 8; 12; 16 e 20 mM), ácido propiônico (0; 3; 6; 9; 12; e 15 mM) e ácido butírico (0; 2; 4; 6; 8 e 10 mM) em dois genótipos de elevada divergência (BRS-7-TAIM e SAIBAN). Os resultados indicam que as faixas de concentração mais adequadas para estudos de tolerância de arroz a ácidos orgânicos estão entre 8,4 e 15,8; 4,2 e 9,1 e 3,7 e 7,7 mM para os ácidos acético, propiônico e butírico respectivamente, e a variável mais responsiva foi comprimento de raízes.

The occurrence of anaerobic conditions in hydromorphic soils, associated with the presence of organic matter favors the development of anaerobic microorganisms that produce phytotoxic substances, especially short chain organic acids. Selection of promising rice genotypes for use under these conditions requires difficult field evaluations, which may be simplified with the use of hydroponic culture. The aim of this work was to determine the range of concentration and the dependent variables most appropriate to selecting rice genotypes for tolerance to organic acids in hydroponic culture. Six concentrations of the three main acids formed in the soil: acetic acid (0; 4; 8; 12; 16 and 20 mM), propionic acid (0; 3; 6; 9; 12; and 15 mM) and butyric acid (0; 2; 4; 6; 8 and 10 mM) and two genotypes of high divergence (BRS-7-TAIM and SAIBAN) were used. The results indicate that the most appropriate concentration ranges for studies of rice tolerance to organic acids are: 8.4 and 15.8; 4.2 and 9.1 and 3.7 and 7.7 mM for acetic, propionic and butyric acids, respectively, and the most responsive variable was root length.

As temperaturas baixas que ocorrem durante o cultivo do arroz na Região Sul do Brasil causam prejuízos ao rendimento e à qualidade dos grãos de arroz. Genótipos tolerantes a baixas temperaturas seriam uma alternativa para minimizar tais prejuízos. Desse modo, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a tolerância ao frio em famílias mutantes de arroz (geração M4) nos períodos, vegetativo e reprodutivo, como forma de identificação de variabilidade genética para o caráter. Para a avaliação das famílias mutantes quanto à tolerância ao frio, no período vegetativo, foram utilizadas 10 sementes de cada família colocadas em bandejas celuladas, sendo as plântulas mantidas em casa de vegetação à temperatura de 13 ºC por 10 dias em sala climatizada, com fotoperíodo de 12 horas. A avaliação do período reprodutivo consistiu na aplicação de frio na antese, sendo caracterizada por um estresse de 15 ºC por sete dias. Pelos resultados verificou-se que no período vegetativo, seis famílias tiveram 0-20% de redução na estatura, com um elevado grau de tolerância. Para o período reprodutivo não foram encontradas famílias com tolerância superior à testemunha diamante.

Low temperatures that occur during the cultivation of rice in the Southern region of Brazil cause reductions in to the yield and quality of the rice grain. Genotypes tolerant to low temperatures would be an alternative to minimize these problems. In the present work cold tolerance was evaluated in rice families (M4 generation) in the vegetative and reproductive phases, in order to identify possible genetic variability. For the evaluation in the vegetative stage, 10 seeds from each family were placed in cell trays and kept at 13 ºC for 10 days in controlled chamber with 12 hour day light. The evaluation at the reproductive stage consisted of the application of low temperature at anthesis, by a stress of 15 ºC for 7 days. The results suggest that in the vegetative phase, 6 families presented 0-20% reduction in stature, showing a high degree of tolerance. For the reproductive phase there were no families showing higher tolerance than the tolerant control.

Para que o cultivo da aveia (Avena sativa L.) seja também alternativa economicamente viável em solos de várzea, faz-se necessário a utilização de cultivares tolerantes aos principais ácidos orgânicos produzidos pela decomposição da matéria orgânica gerada em cultivos com plantio direto. Este trabalho objetivou determinar a dissimilaridade genética entre famílias mutantes M3 e a cultivar UFRGS 14 de aveia mediante a utilização de marcadores ISSR, e detectar regiões genômicas associadas ao caráter tolerância a ácidos orgânicos. Foram avaliadas 30 famílias mutantes (M3), pertencentes ao banco de mutantes de aveia do Centro de Genômica e Fitomelhoramento da Faculdade de Agronomia "Eliseu Maciel". As famílias estudadas foram originadas da cultivar UFRGS 14 irradiada com raios gama (Co60) na dose de 400 Gy. A caracterização genética foi realizada utilizando-se a técnica de marcadores ISSR. Pelos resultados verifica-se que os oligonucleotídeos UBC 854, 855, e 811 permitiram detectar regiões genômicas relacionadas à tolerância à toxicidade por ácidos orgânicos, enquanto os oligonucleotídeos UBC 850 e 826 possibilitaram identificar regiões genômicas associadas à sensibilidade.

In order to cultivate oats (Avena sativa L.) as an economically alternative in low lands, it is necessary to use cultivars tolerant to the main organic acids produced by organic matter decomposition resulting from no tillage systems. The objectives of this work were estimate genetic dissimilarity among m3 mutant families and the oat cultivar UFRGS 14 using ISSR markers; and to detect genomic regions associated with organic acids toxicity. Thirty M3 mutant families from the Plant Genomic Center of the College of Agronomy "Eliseu Maciel", derived from the cultivar UFRGS 14 irradiated with gamma ray (Co60) at 400 Gy dosage were used. The genetic characterization was carried out using the ISSR marker technique. The results indicated that UBC 854, 855 and 811 primers allowed the identification of genomic regions related to organic acid toxicity tolerance, while UBC 850 and 826 primers of genomic regions associated to organic acid sensitivity.