RESUMO

Different rice cultivars have been developed in order to obtain grains with optimal cultivation and compositional characteristics, which affect their potential applications. Therefore, the characterization of these different rice cultivars is required. In the present study, white rice and rice bran from the cultivars BRS AG, BRS Pampa, and BRS 358 provided by EMBRAPA were characterized by physicochemical means, infrared spectroscopy (FTIR-ATR), and thermal analyses. The moisture, lipid, and ash contents did not differ among the white rice cultivars. The cultivar BRS Pampa exhibited the highest protein and lowest total carbohydrate contents. Both BRS Pampa and BRS 358 showed a higher phytic acid content than BRS AG. The highest total carbohydrate content was observed in BRS AG white rice samples, which confirmed its suitability for use in ethanol production. Among the rice bran samples, BRS 358 demonstrated the highest contents of lipid, protein, and phytic acid, and the lowest total carbohydrate content. FTIR-ATR and thermal analyses were suitable for correlating the physicochemical properties of white rice and rice bran with the molecular composition in the respective cultivars studied. Both white rice and rice bran exhibited a thermal degradation temperature at 300 °C. Lipids, protein, ash and phytic acid were considerably higher in rice bran than white rice in all cultivars studied, which demonstrates the importance of the use of this by-product.

Várias cultivares de arroz tem sido desenvolvida no intuito de obter grãos com características de cultivo e composição apropriadas, que são responsáveis pela indicação de uso/consumo dos grãos. Assim, justifica-se a necessidade de caracterização das diferentes cultivares de arroz. No presente estudo, o arroz branco e o farelo de arroz das cultivares BRS AG, BRS Pampa, e BRS 358, cedidas pela EMBRAPA, foram caracterizadas a partir de análises físico-químicas, espectroscopia no infravermelho (FTIR-ATR) e análises térmicas. Nas amostras de arroz branco, o conteúdo de umidade, lipídios e cinzas não diferiu entre as cultivares. A BRS Pampa teve o maior teor de proteínas e o menor teor de carboidratos. A BRS Pampa e BRS 358 tiveram maior teor de ácido fítico. O maior conteúdo de carboidratos observado no arroz branco da cultivar BRS AG confirma sua indicação de uso na produção de bioetanol. Nas amostras de farelo de arroz, a BRS teve maior teor de lipídios, proteínas e ácido fítico, e o menor de carboidratos totais. A análise por FTIR-ATR e análise térmica permitiram correlacionar as propriedades físico-químicas do farelo de arroz e arroz branco com a composição química dentro de cada cultivar estudada. O arroz branco e o farelo de arroz exibiram degradação térmica a 300 °C. O conteúdo de lipídios, proteínas, cinzas e ácido fítico foram superiores no farelo em comparação ao arroz branco para todas as cultivares, o que demonstra a importância do uso desse subproduto.

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Different rice cultivars have been developed in order to obtain grains with optimal cultivation and compositional characteristics, which affect their potential applications. Therefore, the characterization of these different rice cultivars is required. In the present study, white rice and rice bran from the cultivars BRS AG, BRS Pampa, and BRS 358 provided by EMBRAPA were characterized by physicochemical means, infrared spectroscopy (FTIR-ATR), and thermal analyses. The moisture, lipid, and ash contents did not differ among the white rice cultivars. The cultivar BRS Pampa exhibited the highest protein and lowest total carbohydrate contents. Both BRS Pampa and BRS 358 showed a higher phytic acid content than BRS AG. The highest total carbohydrate content was observed in BRS AG white rice samples, which confirmed its suitability for use in ethanol production. Among the rice bran samples, BRS 358 demonstrated the highest contents of lipid, protein, and phytic acid, and the lowest total carbohydrate content. FTIR-ATR and thermal analyses were suitable for correlating the physicochemical properties of white rice and rice bran with the molecular composition in the respective cultivars studied. Both white rice and rice bran exhibited a thermal degradation temperature at 300 °C. Lipids, protein, ash and phytic acid were considerably higher in rice bran than white rice in all cultivars studied, which demonstrates the importance of the use of this by-product.(AU)

Várias cultivares de arroz tem sido desenvolvida no intuito de obter grãos com características de cultivo e composição apropriadas, que são responsáveis pela indicação de uso/consumo dos grãos. Assim, justifica-se a necessidade de caracterização das diferentes cultivares de arroz. No presente estudo, o arroz branco e o farelo de arroz das cultivares BRS AG, BRS Pampa, e BRS 358, cedidas pela EMBRAPA, foram caracterizadas a partir de análises físico-químicas, espectroscopia no infravermelho (FTIR-ATR) e análises térmicas. Nas amostras de arroz branco, o conteúdo de umidade, lipídios e cinzas não diferiu entre as cultivares. A BRS Pampa teve o maior teor de proteínas e o menor teor de carboidratos. A BRS Pampa e BRS 358 tiveram maior teor de ácido fítico. O maior conteúdo de carboidratos observado no arroz branco da cultivar BRS AG confirma sua indicação de uso na produção de bioetanol. Nas amostras de farelo de arroz, a BRS teve maior teor de lipídios, proteínas e ácido fítico, e o menor de carboidratos totais. A análise por FTIR-ATR e análise térmica permitiram correlacionar as propriedades físico-químicas do farelo de arroz e arroz branco com a composição química dentro de cada cultivar estudada. O arroz branco e o farelo de arroz exibiram degradação térmica a 300 °C. O conteúdo de lipídios, proteínas, cinzas e ácido fítico foram superiores no farelo em comparação ao arroz branco para todas as cultivares, o que demonstra a importância do uso desse subproduto.(AU)

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The objective of this study was to estimate the genetic distance of irrigated rice based on different phenotypic characters and agronomic descriptors in field experiments and a greenhouse, with joint analysis of environments. In this study, 16 genotypes of rice were evaluated in the field and in greenhouse. In both experimental conditions were measured 24 characters, 16 considered quantitative and eight qualitative. From the phenotypic data were obtained three matrices of Mahalanobis distances (based on characters measured for field, greenhouse and joint analysis), which originated three dendrograms using the Unweighted Pair Group Method using Arithmetic averages (UPGMA). The correlation between genetic distance matrices was performed by the Mantel test. Thus, the estimates of genetic distance used were adequate in the grouping of genotypes, evidencing a narrow genetic distance between the irrigated rice cultivars evaluated. The genetic distance matrices between genotypes based on the qualitative characteristics measured for field, greenhouse and joint analysis of both environments showed a high correlation. There is environmental effect on characteristics of quantitative genetic inheritance.

Objetivou-se nesse estudo estimar a distância genética com base em distintos caracteres fenotípicos e descritores agronômicos, em experimentos a campo, em casa de vegetação e análise conjunta de ambientes em arroz irrigado. Neste estudo foram avaliados 16 genótipos de arroz irrigado em experimentos a campo e em casa de vegetação. Nas duas condições experimentais foram mensurados 24 caracteres, sendo, 16 considerados quantitativos e oito considerados qualitativos. A partir dos dados fenotípicos foram obtidas três matrizes de distâncias de Mahalanobis (baseadas nos caracteres mensurados a campo, casa de vegetação e análise conjunta), que posteriormente originaram três dendrogramas, utilizando o método de agrupamento das médias das distâncias (UPGMA Unweighted Pair Group Method using Arithmetic averages). A associação das matrizes de distância genética foi realizada pelo teste de Mantel. Assim, as estimativas da distância genética utilizadas, mostraram-se adequadas no agrupamento dos genótipos, evidenciando estreita distância genética entre as cultivares de arroz irrigado avaliadas. As matrizes de distância genética entre os genótipos com base nos caracteres qualitativos aferidos a campo, em casa de vegetação e a conjunta de ambos os ambientes, evidenciaram associação elevada entre si. Existe efeito do ambiente em caracteres de herança genética quantitativa.

RESUMO

The objective of this study was to evaluate the productivity and quality of grains under different sowing densities in irrigated rice hybrids. The hybrids BRSCIRAD 302 and BRSCIRAD AH703 CL were analyzed at sowing densities of 10, 20, 30 and 40 kg ha-1, in the municipalities of Capão do Leão and Capivari do Sul, in the state of Rio Grande do Sul. The characteristics assessed were: productivity, components of grain production, agronomic characteristics, industrial and commercial quality of irrigated rice grains. The data were submitted to analysis of variance and F test, using for the comparison of hybrids the Tukey test at a 5% significance level, and for sowing, density regression analysis was applied. Sowing densities of 20 kg ha-1 and higher show no effect on productivity. The grain quality of hybrids is not influenced by the variation in sowing density, and reduction in sowing density up to 10 kg ha-1 does not affect the commercial quality of the grains. Thus, it is possible to recommend the cultivation of irrigated rice hybrids with reduced sowing densities, starting from 20 kg ha-1, without affecting grain yield and quality.

O objetivo deste trabalho foi avaliar a produtividade e qualidade de grãos sob distintas densidades de semeadura em híbridos de arroz irrigado. Os experimentos foram conduzidos nos municípios de Capão do Leão e Capivari do Sul, no Rio Grande do Sul. Os híbridos BRSCIRAD 302 e BRSCIRAD AH703 CL foram analisados, nas densidades de semeadura de 10, 20, 30 e 40 kg ha-1, para os caracteres: produtividade e componentes de produção de grãos, características agronômicas, qualidade industrial e comercial de grãos de arroz irrigado. Os dados foram submetidos à análise de variância e ao teste F utilizando-se para a comparação dos híbridos o teste de Tukey nível de significância de 5% e para densidade de semeadura foi aplicada a análise de regressão. A partir da densidade de semeadura de 20 kg ha-1, não há efeito sobre a produtividade. A qualidade industrial de grãos dos híbridos não é influenciada pela variação na densidade de semeadura e a redução na densidade de semeadura para até 10 kg ha-1 não prejudica a qualidade comercial dos grãos. Assim, é possível recomendar o cultivo de híbridos de arroz irrigado com densidades reduzidas de semeadura, a partir de 20 kg ha-1, não afetando a produtividade de grãos e a qualidade dos grãos.

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The objective of this study was to evaluate the productivity and quality of grains under different sowing densities in irrigated rice hybrids. The hybrids BRSCIRAD 302 and BRSCIRAD AH703 CL were analyzed at sowing densities of 10, 20, 30 and 40 kg ha-1, in the municipalities of Capão do Leão and Capivari do Sul, in the state of Rio Grande do Sul. The characteristics assessed were: productivity, components of grain production, agronomic characteristics, industrial and commercial quality of irrigated rice grains. The data were submitted to analysis of variance and F test, using for the comparison of hybrids the Tukey test at a 5% significance level, and for sowing, density regression analysis was applied. Sowing densities of 20 kg ha-1 and higher show no effect on productivity. The grain quality of hybrids is not influenced by the variation in sowing density, and reduction in sowing density up to 10 kg ha-1 does not affect the commercial quality of the grains. Thus, it is possible to recommend the cultivation of irrigated rice hybrids with reduced sowing densities, starting from 20 kg ha-1, without affecting grain yield and quality.(AU)

O objetivo deste trabalho foi avaliar a produtividade e qualidade de grãos sob distintas densidades de semeadura em híbridos de arroz irrigado. Os experimentos foram conduzidos nos municípios de Capão do Leão e Capivari do Sul, no Rio Grande do Sul. Os híbridos BRSCIRAD 302 e BRSCIRAD AH703 CL foram analisados, nas densidades de semeadura de 10, 20, 30 e 40 kg ha-1, para os caracteres: produtividade e componentes de produção de grãos, características agronômicas, qualidade industrial e comercial de grãos de arroz irrigado. Os dados foram submetidos à análise de variância e ao teste F utilizando-se para a comparação dos híbridos o teste de Tukey nível de significância de 5% e para densidade de semeadura foi aplicada a análise de regressão. A partir da densidade de semeadura de 20 kg ha-1, não há efeito sobre a produtividade. A qualidade industrial de grãos dos híbridos não é influenciada pela variação na densidade de semeadura e a redução na densidade de semeadura para até 10 kg ha-1 não prejudica a qualidade comercial dos grãos. Assim, é possível recomendar o cultivo de híbridos de arroz irrigado com densidades reduzidas de semeadura, a partir de 20 kg ha-1, não afetando a produtividade de grãos e a qualidade dos grãos.(AU)

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The objective of this study was to estimate the genetic distance of irrigated rice based on different phenotypic characters and agronomic descriptors in field experiments and a greenhouse, with joint analysis of environments. In this study, 16 genotypes of rice were evaluated in the field and in greenhouse. In both experimental conditions were measured 24 characters, 16 considered quantitative and eight qualitative. From the phenotypic data were obtained three matrices of Mahalanobis distances (based on characters measured for field, greenhouse and joint analysis), which originated three dendrograms using the Unweighted Pair Group Method using Arithmetic averages (UPGMA). The correlation between genetic distance matrices was performed by the Mantel test. Thus, the estimates of genetic distance used were adequate in the grouping of genotypes, evidencing a narrow genetic distance between the irrigated rice cultivars evaluated. The genetic distance matrices between genotypes based on the qualitative characteristics measured for field, greenhouse and joint analysis of both environments showed a high correlation. There is environmental effect on characteristics of quantitative genetic inheritance.(AU)

Objetivou-se nesse estudo estimar a distância genética com base em distintos caracteres fenotípicos e descritores agronômicos, em experimentos a campo, em casa de vegetação e análise conjunta de ambientes em arroz irrigado. Neste estudo foram avaliados 16 genótipos de arroz irrigado em experimentos a campo e em casa de vegetação. Nas duas condições experimentais foram mensurados 24 caracteres, sendo, 16 considerados quantitativos e oito considerados qualitativos. A partir dos dados fenotípicos foram obtidas três matrizes de distâncias de Mahalanobis (baseadas nos caracteres mensurados a campo, casa de vegetação e análise conjunta), que posteriormente originaram três dendrogramas, utilizando o método de agrupamento das médias das distâncias (UPGMA Unweighted Pair Group Method using Arithmetic averages). A associação das matrizes de distância genética foi realizada pelo teste de Mantel. Assim, as estimativas da distância genética utilizadas, mostraram-se adequadas no agrupamento dos genótipos, evidenciando estreita distância genética entre as cultivares de arroz irrigado avaliadas. As matrizes de distância genética entre os genótipos com base nos caracteres qualitativos aferidos a campo, em casa de vegetação e a conjunta de ambos os ambientes, evidenciaram associação elevada entre si. Existe efeito do ambiente em caracteres de herança genética quantitativa.(AU)

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Indirect selection can be considered an interesting strategy for plant breeding, especially when an easily measurable/high heritability trait is highly correlated with a target trait which has a lower heritability in segregating populations. The objective of this study was to obtain estimates of phenotypic, genotypic and environmental correlations and to evaluate the partition of genotypic correlations in direct and indirect effects of agronomic variables on the GY variable, through the analysis of two cultivated environments in fifteen wheat segregating populations. The agronomic traits grain yield per plant (GY), number of grains per ear (NGE), grain weight per ear (GWE), thousand grain weight (TGW), number of fertile tillers (NFT), days from emergence to flowering (DEF), days from flowering to maturity (DFM), total development cycle (CYC), and percentage of lodging (LODG), were evaluated in F4 populations under two cropping systems (with and without flooding). In all populations, by means of simple correlations, the selection of more productive plants can be accomplished by indirect selection for NGE, GWE and NFT. Through path analysis, it was possible to identify an indirect effect on GY by NGE. Also, the effect of GWE, NFT, CYC and DEF on the correlation between other characters (NGE x GY, GY x WTG, DFM x GY, GY x CYC and GY x LODG), emphasizing that the NGE, GWE, NFT, DEF and CYC are the main characters to consider for increasing grain yield in wheat.(AU)

A seleção indireta pode ser considerada uma estratégia interessante para o melhoramento de plantas, especialmente quando um caráter de fácil mensuração ou de maior herdabilidade estiver altamente correlacionado com um caráter de interesse, que apresente menor herdabilidade em populações segregantes. Os objetivos deste trabalho consistiram em obter estimativas de coeficientes de correlação fenotípica, genotípica e ambientais e avaliar os desdobramentos das correlações genotípicas em efeitos diretos e indiretos de variáveis agronômicas sobre o rendimento de grãos por meio da análise de dois ambientes de cultivo em quinze populações segregantes de trigo. Os caracteres agronômicos rendimento de grãos por planta (RG), número de grãos por espiga (NGE), peso dos grãos por espiga (PGE), massa de mil grãos (MMG), número de afilhos férteis (NAF), dias da emergência ao florescimento (DEF), dias do florescimento à maturação (DFM), ciclo total de desenvolvimento (CICLO), e acamamento (ACAM), foram avaliados em quinze populações segregantes F4 de trigo sob dois sistemas de cultivo (com e sem encharcamento). Em todas as populações avaliadas, por meio das correlações simples, a seleção de plantas mais produtivas pode ser realizada pela seleção indireta sobre NGE, PGE e NAF. Mediante a análise de trilha foi possível identificar o efeito indireto do caráter NGE sobre RG. Assim como o efeito do PGE, do NAF, do DEF e de CICLO como causadores da formação da correlação entre outros caracteres (NGE x RG, MMG x RG, de DFM x RG, de CICLO x RG e de ACAM x RG), enfatizando que o NGE, o PGE, o NAF, o DEF e que o CICLO são os principais caracteres a serem considerados para aumentar a produtividade de grãos em trigo.(AU)

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Indirect selection can be considered an interesting strategy for plant breeding, especially when an easily measurable/high heritability trait is highly correlated with a target trait which has a lower heritability in segregating populations. The objective of this study was to obtain estimates of phenotypic, genotypic and environmental correlations and to evaluate the partition of genotypic correlations in direct and indirect effects of agronomic variables on the GY variable, through the analysis of two cultivated environments in fifteen wheat segregating populations. The agronomic traits grain yield per plant (GY), number of grains per ear (NGE), grain weight per ear (GWE), thousand grain weight (TGW), number of fertile tillers (NFT), days from emergence to flowering (DEF), days from flowering to maturity (DFM), total development cycle (CYC), and percentage of lodging (LODG), were evaluated in F4 populations under two cropping systems (with and without flooding). In all populations, by means of simple correlations, the selection of more productive plants can be accomplished by indirect selection for NGE, GWE and NFT. Through path analysis, it was possible to identify an indirect effect on GY by NGE. Also, the effect of GWE, NFT, CYC and DEF on the correlation between other characters (NGE x GY, GY x WTG, DFM x GY, GY x CYC and GY x LODG), emphasizing that the NGE, GWE, NFT, DEF and CYC are the main characters to consider for increasing grain yield in wheat.

A seleção indireta pode ser considerada uma estratégia interessante para o melhoramento de plantas, especialmente quando um caráter de fácil mensuração ou de maior herdabilidade estiver altamente correlacionado com um caráter de interesse, que apresente menor herdabilidade em populações segregantes. Os objetivos deste trabalho consistiram em obter estimativas de coeficientes de correlação fenotípica, genotípica e ambientais e avaliar os desdobramentos das correlações genotípicas em efeitos diretos e indiretos de variáveis agronômicas sobre o rendimento de grãos por meio da análise de dois ambientes de cultivo em quinze populações segregantes de trigo. Os caracteres agronômicos rendimento de grãos por planta (RG), número de grãos por espiga (NGE), peso dos grãos por espiga (PGE), massa de mil grãos (MMG), número de afilhos férteis (NAF), dias da emergência ao florescimento (DEF), dias do florescimento à maturação (DFM), ciclo total de desenvolvimento (CICLO), e acamamento (ACAM), foram avaliados em quinze populações segregantes F4 de trigo sob dois sistemas de cultivo (com e sem encharcamento). Em todas as populações avaliadas, por meio das correlações simples, a seleção de plantas mais produtivas pode ser realizada pela seleção indireta sobre NGE, PGE e NAF. Mediante a análise de trilha foi possível identificar o efeito indireto do caráter NGE sobre RG. Assim como o efeito do PGE, do NAF, do DEF e de CICLO como causadores da formação da correlação entre outros caracteres (NGE x RG, MMG x RG, de DFM x RG, de CICLO x RG e de ACAM x RG), enfatizando que o NGE, o PGE, o NAF, o DEF e que o CICLO são os principais caracteres a serem considerados para aumentar a produtividade de grãos em trigo.

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Techniques used to induce mutations, such as ionizing radiation, are an effective tool in increasing genetic variability in breeding programs of species of economic interest. This study aimed to evaluate the effect of different doses of Co60 gamma radiation on previously soaked seeds on the emergence and early growth of seedlings of two rice cultivars. To do this, seeds (25 percent moisture) of BRS Querência and BRS Fronteira were irradiated with zero (control), 50, 100, 150 and 200 Gy, and then sown in trays containing soil and kept in a greenhouse. The results showed that gamma radiation affected seedling development, where the highest dose tested (200 Gy) significantly reduced the emergence and the index of emergence speed. Growth parameters were reduced greater reduction in cv. BRS Querência. For antioxidant enzymes, superoxide dismutase expressed little variation for the periods evaluated. Already ascorbate peroxidase and catalase showed a significant increase in horsepower cv. BRS Fronteira at 14 DAS, followed by an increase in both cultivars ascorbate peroxidase activity at 28 DAS. The highest antioxidant capacity observed in cv. BRS Fronteira conferred greater tolerance to stress caused by gamma radiation.

Técnicas como radiações ionizantes, utilizadas para induzir mutações constituem ferramenta eficaz no aumento de variabilidade genética em programas de melhoramento de espécies de interesse econômico. Neste trabalho, objetivou-se verificar o efeito de diferentes doses de radiação gama Co60 em sementes previamente embebidas sobre a emergência e o crescimento inicial de plântulas de duas cultivares de arroz. Lotes de sementes com 25 por cento de umidade das cultivares BRS Querência e BRS Fronteira foram irradiados com doses de zero (controle), 50, 100, 150 e 200 Gy, sendo, em seguida, semeadas em bandejas contendo solo e mantidas em casa de vegetação. Os resultados mostraram que a radiação gama afetou o desenvolvimento das plântulas, sendo que a maior dose testada (200 Gy) reduziu, significativamente, a emergência e o índice de velocidade de emergência. Os parâmetros de crescimento apresentaram maior redução na cv. BRS Querência. Na atividade das enzimas antioxidantes, a superóxido dismutase expressou pouca variação para os períodos avaliados. Já, a ascorbato peroxidase e catalase mostraram expressivo aumento na cv. BRS Fronteira aos 14 DAS, seguidas de incremento para as duas cultivares na atividade da ascorbato peroxidase aos 28 DAS. A maior capacidade antioxidante observada na cv. BRS Fronteira conferiu uma maior tolerância ao estresse causado pela radiação gama.

RESUMO

A baixa taxa de regeneração in vitro de alguns cultivares de arroz da subespécie indica limita a utilização de técnicas de cultura de anteras como ferramenta para o desenvolvimento de novos cultivares. A identificação de regiões genômicas associadas à formação de calos e regeneração de plantas, a partir do cultivo de anteras, poderá permitir a transferência do caráter por seleção assistida. Duas populações de retrocruzamento foram utilizadas para o mapeamento genético e estudo destes caracteres, sendo Taipei 309// BRS 7 "Taim"/Taipei 309 (53 genótipos) e BRS 7 "Taim"// BRS 7 "Taim"/Taipei 309 (74 genótipos). Duzentas anteras imaturas de cada genótipo utilizado no estudo foram inoculadas em meio NL líquido e, após 40 dias, os calos formados foram transferidos para o meio MS sólido para regeneração de plantas. Todas as plantas doadoras de anteras foram usadas na extração de DNA genômico e sete primers RAPD foram utilizados na geração de marcadores para a construção dos mapas de ligação dos retrocruzamentos estudados. A taxa de formação de calos variou de 2,27 a 3,36 por cento e a taxa de regeneração de plantas 1,38 a 1,82 por cento, não se diferenciando significativamente. Seis grupos de ligação foram obtidos, três em cada população. Um QTL com LOD 3,10 foi detectado para o caráter formação de calos na população Taipei 309 // BRS 7 "Taim" / Taipei 309. Nenhum QTL foi detectado para a característica regeneração de plantas.