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Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico O milho (Zea mays L) é a segunda maior cultura em volume de produção do Brasil, sendo cultivado em duas safras anuais, em diversas condições ambientais e de manejo, utilizando cultivares com diferentes desempenhos. Além das condições climáticas, os manejos da adubação e da água influenciam na qualidade e na produtividade da cultura. A necessidade hídrica do milho depende do clima, do estádio fenológico da cultura, do espaçamento entre plantas, do índice de área foliar, das condições nutricionais e fitossanitárias, entre outros. O fósforo é o nutriente menos exigido na cultura do milho em termos de quantidade se comparado ao N e K, entretanto, é determinante na produção de grãos, além de que, o seu suprimento no solo promove o uso mais eficiente da água. Neste trabalho teve-se como objetivo avaliar o efeito da frequência de irrigação na absorção de fósforo, nas características biométricas e produtivas da cultura do milho. O experimento foi conduzido no ano agrícola 2017/2018, na área experimental da Universidade Federal de Viçosa, em Coimbra-MG. O sistema de cultivo adotado foi o plantio direto. Foi adotado o esquema de parcelas sub-subdivididas, tendo nas parcelas o turno de rega (1, 2, 3, 4, 5, 6 e 7 dias), nas sub-parcelas duas populações de plantas (60.000 e 80.000 plantas ha -1 ) e nas sub-subparcelas quatro doses de fósforo (0, 50, 100 e 200 kg ha -1 de P 2 O 5 ) e em delineamento inteiramente ao acaso, com quatro repetições. A adubação fosfatada foi realizada com superfosfato triplo. As irrigações foram realizadas por um pivô central dotado de emissores do tipo i-Wobler, com vazão de 15,44 m 3 h -1 e coeficiente de uniformidade de aplicação de 93%. Os valores diários de evapotranspiração de referencia (ET 0 ) foram calculados com aplicação da equação de Penman-Monteith FAO-56 usando dados de estação meteorológica automática e o programa computacional REF-ET. Foram avaliadas as características: conteúdo de fosforo absorvido, altura das plantas, diâmetro do colmo, altura de inserção de espiga, diâmetro de espigas, comprimento de espigas, números de fileiras de grãos por espiga, números de grãos por fileira, grãos por espiga, massa de mil grãos, produtividade, massa de matéria seca (caule e folha) e IC (índice de colheita). Observou-se que a frequência de irrigação de dois dias, na população de 80 mil plantas por hectare resultou em maior conteúdo de fósforo nos grãos de milho nos tratamentos que receberam adubação fosfatada. No entanto, com a população de 60 mil plantas por hectare, o maior conteúdo de fósforo nos grãos ocorreu na frequência de irrigação de cinco dias. No plantio do milho com população de 80 mil plantas por hectare, o uso do turno de rega de dois dias resultou em maior produtividade, independente da dose de fósforo aplicada. Por outro lado, com população de 60 mil plantas por hectare, o efeito do turno de rega não foi bem evidenciado. A população de 80 mil plantas por hectare apresentou maiores alturas de plantas e de inserção de espigas, comparativamente à população de 60 mil plantas por hectare, independente do turno de rega adotado e da dose de fósforo aplicada. Por outro lado, a população de 60 mil apresentou maiores comprimentos de espigas, números de grãos na fileira, massa de 1.000 grãos e produtividade. Doses crescentes de fósforo, nos níveis estudados não influenciaram as características de produção. No entanto, foram afetadas as alturas de plantas, altura de inserção de espigas, conteúdo de fósforo nas folhas, no colmo, palha e sabugo e grãos na população de 60 mil plantas por hectare e, diâmetro de caule, conteúdo de fósforo nas folhas, caule, palha e sabugo e grãos na população de 80 mil plantas por hectare. Não foi evidenciado efeito da adubação fosfatada nas características produtivas estudadas: produtividade, índice de colheita, diâmetro de espigas, comprimento de espigas, número de fileiras de grãos, número de grãos na fileira, massa de 1.000 grãos. Maize (Zea mays L) is the second largest crop in the Brazilian production volume, being cultivated in two annual crops, under different environmental and management conditions, using cultivars with different performances. The climatic conditions, fertilizer and water management influence on crop quality and productivity. The maize water requirement depends on climate, crop stage, spacing between plants, leaf area index, nutritional and phytosanitary conditions and others factors. Phosphorus is the least required nutrient in maize crop, however, it is determinant in the production of grains, besides that, its soil supply promotes more efficient use of water. The objective of this work was to evaluate the effect of irrigation frequency on phosphorus absorption, on the biometric and productive characteristics of the maize crop. The experiment was conducted in the agricultural year 2017/2018, in experimental area Universidade Federal de Viçosa, in Coimbra-MG. The scheme of split-plots was adopted, with irrigation intervals (1, 2, 3, 4, 5, 6 and 7 days) in the plots, in the subplots two plant populations (60,000.00 and 80,000.00 plants ha -1 ) and in the sub-subplots four doses of phosphorus (0.50, 100 and 200 kg ha -1 of P 2 O 5 ) and in a randomized design with four replications. Phosphate fertilization was performed with triple superphosphate. The irrigations were performed by a central pivot equipped with i-Wobler emitters, with a flow rate of 15.44 m 3 h -1 and an application uniformity coefficient of 93%. The daily values of reference evapotranspiration (ET 0 ) were calculated by Penman-Monteith FAO-56 equation using automatic meteorological station data and REF-ET software. The following traits were evaluated: content of absorbed phosphorus, plant height, stalk diameter, corn cob insertion height; number of grains per row, number of grains row per corn cob, grain per corn cob, mass of one thousand grains, yield, dry matter mass (stem, leaf and root) and harvest index. It was observed that irrigation frequency of two-day in population of 80,000 plants resulted in a higher phosphorus content in the corn grains in the treatments that received phosphate fertilization. However, with the population of 60,000 plants, the highest phosphorus content in the grains occurred at the irrigation frequency of five days. In planting corn with a population of 80,000 plants, the use of the two day irrigation frequency resulted in higher productivity, regardless of the applied phosphorus dose. On the other hand, with a population of 60,000 plants, the effect of the irrigation frequency was not well evidenced. The population of 80,000 plants presented higher plant height and corn cob insertion, compared to the population of 60,000 plants, regardless adopted irrigation frequency and dose of phosphorus. On the other hand, the population of 60,000 plants showed higher corn cob lengths, numbers of grains in the row, mass of 1,000 grains and productivity. Increasing doses of phosphorus at the levels studied did not influence production characteristics. However, plant heights, corn cob insertion height, phosphorus content in leaves, stem, straw cob and grains in the population of 60,000 plants were affected, and stem diameter, phosphorus content in the leaves, stem, straw cob and grains in the population of 80,000 plants. No effect of phosphatic fertilization was observed on the productive characteristics studied: productivity, harvest index, corn cob diameter, corn cob length, number grains of rows, number of grains in the row, mass of 1,000 grains.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico Devido às variações climáticas, ocasionando baixa disponibilidade de água em alguns períodos do ano, torna-se necessária a busca de técnicas que possibilitem maior tolerância das plantas ao estresse hídrico. Diante disso, objetivou-se avaliar, em condições de casa de vegetação, o efeito da localização de fosfato em profundidade e da variação simultânea do potencial matricial no crescimento e na absorção de P por plantas de milho, cultivadas em sistemas de vasos geminados, com partição de raízes. Utilizaram-se amostras de um Latossolo Vermelho, coletadas em Três Marias, MG. O experimento foi montado em esquema fatorial 2 x 3 + 4, sendo: 2 localizações de 300 mg dm -3 de P: PS e PI, com incorporação nas metades superior e inferior dos vasos, respectivamente; 3 combinações de potenciais matriciais nas duas unidades dos vasos geminados (-9/-9; -9/-50 e -50/-50 kPa); e 4 combinações de potenciais matriciais (-9/-9; -9/-50; -50/-9 e -50/-50 kPa), com localização PS no vaso da esquerda e PI no vaso da direita. O controle do potencial matricial foi realizado pelo uso de um tensiômetro em cada unidade do vaso geminado. Mudas de milho foram transplantadas, subdividindo as raízes em partes iguais, nas duas unidades do vaso geminado. Decorridos 40 d, cortaram-se as plantas, determinando-se a área foliar. Coletou-se o exsudato xilemático de cada parcela durante 2 h. Na parte aérea e nas raízes foram determinadas a produção de matéria seca e o teor e o conteúdo de P. Coletou- se a solução do solo em cada potencial matricial de trabalho, antes e após o término do experimento, para determinar a concentração média de P na solução do solo fertilizado (P300) e do solo do tratamento controle (P0). Calculou-se a contribuição do fluxo de massa e da difusão no transporte de P. Os resultados experimentais permitiram concluir que o crescimento do sistema radicular respondeu à porção de solo que recebeu a incorporação do adubo fosfatado, independentemente da localização na unidade experimental, PS ou PI. A localização na porção inferior contribuiria para minorar efeitos negativos de eventual estresse hídrico. Em ensaio com vasos geminados constituídos por duas unidades justapostas, o fornecimento adequado de água às duas unidades, neste caso representado pelos potenciais matriciais -9/-9 kPa, permitiram o incremento da área foliar, da produção de matéria seca e da absorção de P, frente ao tratamento em que as duas unidades apresentaram potenciais matriciais de -50 kPa. O fornecimento adequado de água utilizado apenas em uma unidade do vaso geminado, representado pelos tratamentos - 9/-50 kPa, permitiu produção de matéria seca semelhante àquela conseguida no sistema -9/-9 kPa. Isso indica a possibilidade de consumo menor de água com aplicação localizada, pois o tratamento -9/-50 apresentou resultados mais próximos a -9/-9 que a -50/-50 kPa. Os resultados mostraram que a difusão, principal mecanismo de transporte de P na solução do solo, em termos proporcionais, foi mais afetada que o fluxo de massa quando diminuiu a quantidade de água fornecida às plantas, de -9/-9 para -50/-50 kPa. Due to climatic variations, which result in low water availability in some periods of the year, it is necessary to find techniques that increase the tolerance of plants to drought. The current study evaluated, in a greenhouse experiment, with geminated pots, using a split root technique, the effect of phosphate location in depth and water availability on the growth and P uptake by maize. Samples of an Oxisol, from Três Marias, Minas Gerais, were used. The experiment corresponded to a 2 x 3 + 4 factorial scheme: 2 placement of 300 mg dm -3 P, with top (PS) and deep (PI) fertilizer application; 3 matric potentials in the two units of the split pots (-9/-9, -9/-50 and -50/-50 kPa); and 4 matric potentials (-9/-9, -9/-50; -50/-9 and -50/-50 kPa), with top P in the left pot and deep P in the right side. Each single pot had one tensiometer to control water potential. Corn seedlings were transplanted, splitting equally the roots in the two pots of the experimental unit. After 40 d, the plants were harvest, the leaf area was determined and the xylem exudate was collected during 2 h. Dry matter production and P content were determined in shoots and roots. Soil solution was collected in each potential of control (P0) and fertilized (P300) soil before and after the experiment. Mass flow and diffusion contributions to P transport were calculated. It can be concluded that root yield was greater in P300 than in P0, regardless P placement. Deep placement of P can reduce water stress. Leaf area, dry matter production and P uptake was greater in the -9/-9 treatment, compared to -50/-50 kPa. Adequate water supply to a single unit of the split pot, (-9/-50 kPa), had a dry matter production similar to -9/-9 kPa system. This indicates water economy consumption to plant growth. Diffusion of P was more affected by water potential than mass flow.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico Estresses abióticos são aqueles impostos pelas condições edafo-climáticas ao longo do ciclo de uma cultura, que afetam seu desenvolvimento. Dentre os estresses abióticos que reduzem significativamente a produção de grãos do milho, podemos destacar a seca e a deficiência de fósforo. A compreensão dos mecanismos genéticos e fisiológicos em resposta a esses estresses pode fornecer ferramentas importantes para aumentar a tolerância e a produtividade das culturas, por meio da seleção assistida ou da transgenia. Estratégias de mapeamento de QTLs (Quantitative Trait Loci) e mapeamento associativo vêm sendo amplamente utilizadas com o objetivo de dissecar características complexas com elevado efeito de background genético e influência ambiental, tornando-os passíveis de seleção. Assim, o presente trabalho utilizou essas duas estratégias de mapeamento para identificar regiões genômicas envolvidas na resposta do milho à seca e à deficiência de fósforo. No mapeamento de QTLs, foi utilizada uma abordagem de modelos mistos em duas populações de milho tropical sob condições contrastantes de disponibilidade de água, sendo avaliados: produção de grãos, altura de planta e intervalo de florescimento. Altura de plantas e intervalo de florescimento foram incluídos como cofatores, contribuindo para melhorar a precisão na identificação de QTLs para a produção de grãos. Dezessete regiões genômicas foram identificadas para produção de grãos com ou sem co-fatores, além de dez QTLs para altura de planta e sete para intervalo de florescimento detectados nas duas populações de mapeamento. Em geral, ambos os pais de cada população contribuíram com alelos favoráveis. O efeito dos cofatores foi mais expressivo na população derivada do cruzamento L1761121 x L521237. Nessa população, QTLs para intervalo de florescimento nos cromossomos 3, 4 e 9 foram co-localizados com QTLs para produção de grãos, exceto quando o intervalo de florescimento foi incluído como co-fator no modelo, indicando que fatores genéticos comuns possam controlar ambas as características nessas regiões. Em quatro regiões genômicas nos cromossomos 1, 3, 6 e 8, foram detectados QTLs para produção de grãos coincidentes em ambas as populações, que também foram consistentemente identificados em outros estudos, sugerindo uma estabilidade desses QTLs em diferentes ambientes e background genéticos, com uso potencial no melhoramento assistido. A deficiência de fósforo (P) é um problema recorrente principalmente em solos tropicais. A proliferação e o desenvolvimento do sistema radicular são estratégias para maximizar a exploração do solo, aumentando a eficiência na aquisição de P pelas plantas. Esse estresse abiótico foi abordado por meio do mapeamento associativo em um painel composto por 561 linhagens de milho tropical. O painel foi genotipado com marcadores SNPs gerados pela genotipagem por sequenciamento (GBS) e fenotipado para características de morfologia radicular e aquisição de P em solução nutritiva sob baixa e alta concentração de P. Modelos lineares mistos corrigidos para os efeitos de estrutura de populações e de parentesco permitiram a identificação de 136 SNPs associados com um conjunto de seis características, considerando a significância de –log10 (P-valor) ≥ 5. O decaimento médio do desequilíbrio de ligação foi de 1000 pares de bases, demonstrando uma alta diversidade genética das linhagens. Os SNPs significativos foram bem distribuídos em todos os cromossomos, confirmando a complexidade genética das características de morfologia radicular e de aquisição de P. O SNP apresentando a maior probabilidade de associação (S8_89092905) foi localizado dentro do gene GRMZM2G044531 no cromossomo 8, que codifica uma provável proteína da família AGC quinase. Esse SNP aumenta o comprimento e a área superficial das raízes, principalmente sob baixa concentração de P, com influência mínima no diâmetro radicular. Além disso, a uma distância de 127,4 kbp desse SNP, um outro SNP (S8_88964594), posicionado no gene GRMZM2G057116, que codifica um fator de transcrição da família WRKY, foi também associado com tais características fenotípicas. Apesar desses SNPs estarem fisicamente distantes, eles compartilham um alto desequilíbrio de ligação (r2 = 0,77), superior ao valor médio encontrado (r2 = 0,18) da região de 610 kbp onde eles estão localizados. Tais informações associadas com a natureza desses genes preditos, os tornam candidatos para futuros estudos de validação. Integrando os resultados desses dois estudos, uma região no cromossomo 8 entre os bins 8.02 e 8.03 merece destaque por terem sido detectados QTLs para produção de grãos sob estresse hídrico em duas populações e SNPs significativamente associados com morfologia. Assim, essa região genômica é altamente recomendada como alvo tanto para o melhoramento assistido quanto para a busca por genes candidatos, visando desenvolver genótipos de milho adaptados e produtivos em condições de estresses. Abiotic stresses are those imposed by soil and climatic conditions throughout the cycle of a culture that affect their development and production stability. Among the abiotic stresses that significantly reduce maize grain yield, we can highlight the drought and phosphorus deficiency. Understanding the genetic and physiological mechanisms in response to these stresses can provide important tools to increase tolerance and crop productivity, through assisted selection or genetic modification. QTL (Quantitative Trait Loci) and association mapping strategies have been widely used in order to dissect complex traits with high genetic background effect and environmental effect, making them eligible for selection. Thus, the present study used these two mapping strategies to identify loci that are involved in maize response to drought and phosphorus deficiency. In the QTL mapping it was used a mixed model approach in two populations of tropical maize in contrasting conditions of water availability, in which we evaluated grain yield, plant height and anthesis- silking interval. The traits plant height and anthesis-silking interval were included as cofactors in QTL model, contributing to improved precision in the QTL identification for grain yield. Seventeen genomic regions were identified for grain yield with or without co-factors, additionally ten QTLs for plant height and seven for anthesis-silking interval were also detected in both mapping populations. In general, both parents of each population contributed with favorable alleles. The effect of cofactors was more marked in the population derived from the cross L1761121 x L521237. In this population, QTL for anthesis-silking interval on chromosomes 3, 4 and 9 were co-located with QTLs for grain yield, except when the anthesis-silking interval was included as co-factor in the model, indicating that common genetic factors may control both traits in these regions. On four genomic regions on chromosomes 1, 3, 6 and 8, QTLs were detected for grain yield in both populations, which have also been consistently identified in other studies, suggesting stability of these QTLs in different environments and genetic background, with potential use in assisted breeding. Phosphorus deficiency (P) is a recurring problem mainly in tropical soils. The proliferation and development of the root system are strategies to maximize the soil exploitation, increasing P acquisition efficiency by plants. This abiotic stress was addressed through association mapping on a panel of 561 tropical maize inbreed lines. The panel was genotyped with SNP markers generated by genotyping-by-sequencing (GBS) and phenotyped for root morphology traits and P acquisition in nutrient solution under low and high P concentration. Mixed linear models corrected for population structure and kinship effects allowed the identification of 136 SNPs associated with a set of six traits considering the significance of -log10 (P-value) ≥ 5. The average decay of linkage disequilibrium was 1000 base pairs, showing a high genetic diversity in this panel. The significant SNPs were well distributed in all chromosomes, confirming the genetic complexity of root morphology traits and P acquisition. The SNP presenting the highest association probability (S8_89092905) was placed inside the GRMZM2G044531 gene on chromosome 8, which encodes a putative AGC kinase family protein. This SNP increases the root length and surface area, particularly under low P concentration with minimal influence on root diameter. Furthermore, at a distance of 127.4 kbp upstream, another SNP (S8_88964594) placed inside the gene GRMZM2G057116, encoding a putative WRKY transcription factor, also associated with such phenotypic traits. Despite these SNPs are physically distant, they share high linkage disequilibrium (r2 = 0.77), higher than the average found (r2 = 0.18) of 610 kbp region where they are located. Such information associated with the nature of these predicted genes, makes them candidates for future validation studies. Integrating the results of these two studies, a region on chromosome 8 between the bins 8.02 and 8.03 was noteworthy for have detected QTLs for grain yield under water stress in two populations and SNPs significantly associated with root morphology. Thus, this genomic region is highly recommended as target for marker-assisted breeding and for search of candidate genes in order to develop maize genotypes adapted and productive under stress conditions.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico A alta demanda por alimentos pode trazer sérios riscos à qualidade de vida da população mundial. No entanto, o crescimento da oferta dos produtos agrícolas pode ser obtido através do aumento da área e, ou, da produtividade. Um meio economicamente viável para atingir esta meta é utilizar cultivares que sejam produtivos em ambientes tecnificados e, ou, que não reduzam sua produção quando na presença de algum tipo de estresse. Em geral, as novas áreas agrícolas não têm condições ideais para o cultivo. O manejo do solo tem se apresentado como um dos principais componentes para melhorar o ambiente, aliado ao uso de variedades de plantas que adquiram e utilizem eficientemente os nutrientes disponíveis na solução e sob adsorção nos minerais do solo, principalmente o fósforo (P). Os objetivos deste trabalho também foram identificar genótipos de milho produtivos em solo com baixa disponibilidade de P e verificar a eficácia dos métodos de classificação na seleção das plantas produtivas e eficientes e na seleção precoce de plantas (casa de vegetação). Dois experimentos foram conduzidos em Viçosa-MG, um em casa de vegetação (seleção precoce), em 2002, e o outro em campo, em 2002/2003, considerando dois níveis de disponibilidade de P no solo. Outros quatro experimentos foram realizados em condições de campo, em Viçosa, Capinópolis, Coimbra e Florestal (Minas Gerais), considerando os níveis de adubação utilizados pelos agricultores. Como tratamentos foram considerados 23 genótipos de milho, sendo 15 combinações híbridas (CH) e oito cultivares. As 15 CH foram advindas da combinação de seis desses cultivares. Nos genótipos foram avaliados, em casa de vegetação, as massas secas e os teores e acúmulos de P na parte aérea, raiz e planta inteira, como também as relações parte aérea/raiz de massa seca e P acumulado. Em campo, foram avaliadas a produtividade de grãos e as alturas de planta e de espiga. Os dados foram submetidos às análises de variância simples e conjunta, ao teste de médias e às análises de correlação e dialélicas, bem como a alguns índices de eficiência nutricionais (IEN), para comparação dos genótipos quanto à tolerância e ao uso de P. Na seleção precoce de plantas, considerando a massa seca da parte aérea, as combinações híbridas CH 3 x 6 e CH 3 x 5 e os genitores AG 9010 e Caiano foram classificados como importantes para obtenção de cultivares produtivos quando em baixa disponibilidade de P. Em campo, quanto à produtividade de grãos, destacaram-se novamente os genótipos CH 3 x 6, AG 9010 e, também, o CH 1 x 3. A seleção precoce foi eficiente, pois possibilitou a presença de diferenças entre plantas quanto à aquisição e ao uso de P, assemelhando-se, em alguns casos, com os resultados obtidos em campo. Houve diferença na classificação dos genótipos, dependendo dos IEN, portanto devem-se utilizar aqueles com maior correlação com os dados de produtividade. The high demand for foods can lead to severe risks to the quality of life of the worldwide population. However, the increase in the supply of agricultural products can be obtained by the increase of the area and / or yield. An economically viable method to reach this goal is to use high yielding cultivars in technified environments and / or that do not reduce its yield in the presence of some type of stress. In general, new agricultural frontiers do not have the ideal conditions for cultivation. Soil management has presented as one of the main components to improve the environment, along with the use of plant varieties that acquire and use the available nutrients efficiently in the solution and under adsorption in soil minerals, especially phosphorus (P). The objectives of this work were also to identify high yielding corn genotypes in soils presenting low P availability and verify the efficacy of the methods of classification in the selection of high yielding and efficient plants and of the early selection of plants (greenhouse). Two experiments were conducted in Viçosa-MG: one under greenhouse conditions (early selection), in 2002, and the other in the field, in 2002/2003, considering two levels of P availability in the soil. Other four experiments were conducted under field conditions, in Viçosa, Capinópolis, Coimbra and Florestal (Minas Gerais), considering the levels of fertilizers used by the producers. Twenty-three corn genotypes were considered as the treatments, being 15 hybrid combinations (HC) and eight cultivars. The 15 HC proceeded from the combination of six of these cultivars. For the genotypes under greenhouse conditions, the dry matter and the amount of P accumulated in the canopy, root and entire plant, as well as the canopy/root ratio of dry matter and accumulated P, were evaluated. In the field, grain yield and plant and ear height were evaluated. The data was submitted to simple and combined variance analysis, average tests and diallel and correlation analysis as well as to some nutritional efficiency indexes (NEI), for the comparison of the genotypes regarding tolerance and P use. In the early selection of plants, considering dry matter of canopy, the hybrid combinations HC 3 x 6 and HC 3 x 5 and the genitors AG 9010 and Caiano, were considered important for the obtainment of productive cultivars under low P availability. In the field, regarding grain yield, again, the genotypes HC 3 x 6, AG 9010 and also HC 1 x 3, were pointed out. The early selection was efficient, for it enabled the obtainment of differences between plants regarding the acquisition and use of P, resembling, in some cases, the results obtained in the field. There was difference in the classification of the genotypes depending on the NEI, therefore, those presenting greater correlation with the yield data should be used.